Группа исследователей QuTech из Технологического университета Дельфта, Нидерланды, разработала технологию создания квантовой запутанности между двумя чипами, при этом, запутанность между отдельными элементами этих чипов, кубитами, возобновляется быстрее, чем она разрушается в результате влияния квантовой декогеренции. Все это стало возможным благодаря разработке нового протокола коммуникаций и дополнительных мер по защите хрупкой квантовой запутанности от разрушительного влияния внешней среды. И эти новые принципы позволят построить квантовые сети с произвольным количеством произвольно связанных друг с другом узлов, которые в будущем могут стать основой реального квантового Интернета.
Отметим, что реализация квантовой сети с произвольной конфигурацией, которую можно изменить в любой момент времени, является на сегодняшний день большой проблемой технического плана. Для этого необходимо создать квантовую запутанность между двумя узлами и поддерживать ее до тех пор, пока к этой цепочке запутанности не присоединится еще один узел и так до тех пор, пока не будет установлена запутанность между двумя узлами, являющимися конечными абонентами данного соединения. До последнего времени еще никому не удавалось реализовать подобное даже в лабораторных условиях.
В 2015 году группа профессора Рональда Хэнсона (Ronald Hanson) стала первой, кому удалось создать стабильную квантовую запутанность двух объектов, расстояние между которыми равнялось 1.3 километра. В качестве кубитов в этих экспериментов использовались электроны дефектов кристаллической решетки алмазов, а в качестве "курьеров" использовались фотоны света. "В 2015 году нам удавалось установить на короткое время квантовую связь со скоростью один раз в час" - рассказывает профессор Хэнсон, - "Связь держалась только в течение долей секунды, и это не давало нам возможности подключить к квантовой связи еще один узел".
За прошедшее с 2015 года время ученые внесли множество изменений и модернизировали их оборудование, реализующее теперь новый метод создания квантовой запутанности. Этот метод позволяет создавать запутанность со скоростью 40 раз в секунду, при этом объекты может разделять расстояние до двух метров. "Это в тысячи раз быстрее, чем мог обеспечить старый метод" - рассказывает Питер Хумфрейс (Peter Humphreys), - "Плюс мы разработали новый умный метод защиты от квантового шума, что теперь позволяет нам возобновлять запутанность быстрее, чем она разрушается".
Сейчас ученые занимаются очередными усовершенствованиями экспериментальной установки, что позволит автоматизировать процесс квантовой маршрутизации, т.е., поочередного запутывания узлов, полностью исключив из этого участие человека. А в дальнейших перспективах, к 2020 году ученые планируют установить подобные установки в четырех городах в Нидерландах и создать свой первый вариант квантового Интернета.
