Привіт, Маск, спиш? У Нідерландах створили альтернативу інтернету

• Вчені з Делфтського університету здійснили прорив у створенні квантової мережі передачі даних, яка у майбутньому зможе замінити інтернет.
• Їм вдалося розширити можливості квантового зв’язку за допомогою телепортації даних, об’єднавши в одну системі одночасно три машини.
• Коли технологія квантового інтернету буде завершена, вона зможе прискорити розробку нових ліків, розширити можливості ШІ та вдосконалити захист стратегічних об’єктів.

У Нідерландах вчені успішно провели перший в історії експеримент з розширення квантового зв’язку до трьох машин. Це стало проривом до створення квантового інтернету — мережі, яка покликана замінити сучасні шляхи передавання даних на значно ефективніші та безпечніші. Інформацію, що передається через квантовий зв’язок, фактично неможливо втратити чи перехопити.

Заборона розповідає про історичний прорив учених у створенні унікальної технології майбутнього.

Квантовий інтернет: досягнення нідерландських вчених

Квантові комп’ютери здатні працювати в рази швидше за найпотужніші обчислювальні машини, створені людством. Утім для повноцінної роботи їм потрібна спеціальна комп’ютерна мережа, щось на кшталт нашого інтернету, пише The New York Times. Раніше за допомогою квантового зв’язку вчені могли передавати дані лише між двома пристроями. Але експеримент делфтських дослідників дозволив розширити його можливості до трьох фізичних пристроїв. 

«Зараз ми будуємо невеликі квантові мережі в лабораторії. Але ідея полягає в тому, щоб зрештою побудувати повноцінний квантовий інтернет», — заявив куратор проєкту, нідерландський фізик Рональд Хенсон.

Досягти успіху вченим вдалося завдяки квантовій телепортації — фізичному явищу, яке передбачає передавання інформації між об’єктами без переміщення матерії, де вона зберігається. Це означає, що проміжний канал передачі даних відсутній, а отже перехопити сигнал фактично неможливо (на відміну від відомого нам інтернету, де інформація проходить через сервери, які можна зламати).

Дослідники вважають, що створення глобальної мережі квантового зв’язку, тобто квантового інтернету, може прискорити розробку нових ліків, розширити можливості штучного інтелекту і в підсумку запропонувати новий тип шифрування для захисту стратегічно важливих обчислювальних машин. По всьому світу уряди, науково-дослідні лабораторії, стартапи та технологічні гіганти витрачають мільярди доларів на вивчення цієї технології.

Як працює квантовий зв’язок

Робота квантового комп’ютера заснована на опрацюванні незвичайної поведінки мікрочастинок (електронів, фотонів та інших квантових об’єктів), коли вони одночасно проявляють різні властивості як два окремі об’єкти.

У звичайних комп’ютерах інформація шифрується в бітах, кожен з яких має значення «0», або «1», а у квантових — у кубітах, які можуть зберігати обидва значення одночасно. Чим більше кубітів у системі, тим вона потужніша.

Утім передавати квантову інформацію традиційними шляхами дуже складно. Річ у тім, що кубіти декогерують при найменшому зовнішньому впливі й стають звичайними бітами, здатними утримувати лише значення «0» або «1», але не обидва. Тож вчені дійшли висновку, що їх треба телепортувати, а не проводити через проміжні канали.

Вихід з цієї ситуації вчені знайшли в унікальність властивості квантової телепортації, яку називають заплутаністю. Це фізичне явище, коли зміна стану однієї квантової системи миттєво впливає на стан іншої, більш віддаленої системи, встановлюючи між ними нерозривний зв’язок. Заплутані квантові системи можуть складатися з електронів, фотонів чи інших квантових об’єктів.

Квантова телепортація даних: подробиці експерименту у Делфті

У своєму експерименті нідерландські фізики використовували так званий центр азотних вакансій — крихітний порожній простір у синтетичному алмазі, в якому електрони можуть бути захоплені за допомогою лазерів і дзеркал. Для цього вони побудували три квантові системи, назвавши їх Алісою, Бобом і Чарлі. Усі три машини вони з’єднали оптичними волокнами та заплутали системи, запустивши поміж них фотони.

Спочатку дослідники заплутали два електрони — один належав Алісі, а інший — Бобу. У такий спосіб їм було задано однаковий квантовий стан зі збереженням комбінації «1» і «0». Потім цей стан був перенесений на інший кубіт — ядро вуглецю всередині Боба, пов’язавши його з електроном Чарлі.

Завдяки заплутаностям «Аліса + Боб» і «Боб + Чарлі» вченим вдалося пов’язати Алісу з Чарлі в єдину квантову мережу, що дозволило даним телепортуватися через усі три вузли. Дистанція між ними була приблизно 18 м, але попередні дослідження доводять, що заплутаність виникає і на великій відстані.

«Коли дані передаються таким чином, фактично не проходячи відстань між вузлами, вони не можуть бути втрачені чи перехоплені. Інформація подається в одну сторону з’єднання, а потім з’являється на іншій», – пояснив професор Хенсон.

Раніше Заборона розповідала про те, як американські вчені вперше в історії виростили рослину на ґрунті, який був зібраний на Місяці.