Хранение квантовых данных путем преобразования света в звуковые колебания.

Устройство, называемое квантовым барабаном, может стать «важнейшим элементом в самой основе Интернета будущего с квантовой скоростью и квантовой безопасностью », — говорит Мадс Бьеррегаард Кристенсен, в новой исследовательской работе. Официальная информация об оригинальном исследовательском документе доступна бесплатно на сайте Phys.org , а полную версию его можно найти в журнале Physical Review Letters за подписку.

Одной из ключевых проблем с квантовыми вычислениями и отправкой квантовых данных («кубитов») на большие расстояния является сложность поддержания данных в хрупком квантовом состоянии, когда потеря данных или «декогерентизация» становится гораздо более высоким риском. Использование квантового барабана на этапах цепочки может предотвратить декогерентность данных, обеспечивая более длинные и даже потенциально глобальные расстояния связи.

Текущий рекорд по отправке кубитов на большие расстояния принадлежит Китаю и России и составляет около 3800 км, причем в виде квантовых данных передаются только ключи шифрования. Стандартная дальность проводной передачи кубита составляет примерно 1000 километров, прежде чем потеря фотонов испортит данные. Квантовые барабаны потенциально могут устранить это ограничение.

Как работает «квантовый барабан»? Подобно тому, как существующие цифровые биты могут быть преобразованы практически во что угодно (звук, видео и т. д.), кубиты также могут быть преобразованы. Однако кубиты требуют уровня точности, буквально неощутимого для человеческого глаза, поэтому конвертировать кубиты без потери данных довольно сложно. Квантовый барабан кажется потенциальным ответом. Было показано, что его керамическая стеклянная мембрана способна поддерживать квантовые состояния, поскольку она вибрирует с сохраненной квантовой информацией.

Еще одна важная цель, которой служат эти квантовые барабаны, — это безопасность. Если бы мы начали передавать информацию между квантовыми компьютерами через стандартный Интернет, это унаследовало бы те же недостатки безопасности, что и наши существующие стандарты. Это потому, что его нужно будет преобразовать в стандартные биты и байты, которые могут стать практически бесплатными для декодирования в не столь отдаленном квантовом будущем .

Найдя квантовый носитель данных, который не теряет данные и позволяет передавать информацию на гораздо большие расстояния, видение достойного «Квантового Интернета» начинает проявляться как реальная возможность, а не просто оптимизм исследователей квантовых вычислений. .

Исследования в области квантовых вычислений по-прежнему остаются основной областью интересов, часто сопровождаясь сугубо техническими дискуссиями и подробностями этой технологии. Исследовательская работа о квантовых барабанах и их потенциале, конечно, не означает, что этот метод окажется коммерчески жизнеспособным. Тем не менее, каждый маленький шаг вперед создает новые возможности для нашего, казалось бы, неизбежного квантового будущего.