Ключевая задача в создании квантовых сетей связи заключается в использовании квантового явления под названием «запутанность»: способности двух объектов быть неразрывно связанными независимо от расстояния между ними.
Когда производится измерение одного из объектов пары, это определяет результаты измерения, проводимого на другом. Однако передача запутанных частиц по существующим оптоволоконным каналам связи представляет собой серьёзную сложность. Вне идеальных лабораторных условий квантовые состояния частиц легко искажаются.
Теперь исследователям под руководством команды из Национального института стандартов и технологий США (NIST) удалось успешно передать частицы света (фотоны) по существующим сетевым кабелям на расстояние 62 километра без нарушения их запутанности. «Я бы назвал это стресс‑тестом квантовых сетевых систем», — говорит физик Ичэн Ши из NIST.
Хотя строго говоря это и не рекордное расстояние, оно примечательно благодаря особенностям установки: большая часть волоконно‑оптического кабеля, использованного в этом эксперименте, пролегала над землёй, а не под землёй, и была натянута между уличными столбами на участке между NIST и Университетом Мэриленда.
Эти кабели подвержены воздействию ветра, перепадов температуры и вибраций от всего, что их окружает, включая дорожное движение и пролетающих птиц. Окружающая среда влияет на поляризацию фотонов — направление, по которому колеблется их электрическое поле и в котором содержится информация о запутанности. «Это, по сути, самая плохая связь из всех, какие только можно себе представить», — говорит физик Оливер Слэттери из NIST.