Принципиальная разница существует и
между устройствами передачи классической цифровой и квантовой
информации. Обычный маршрутизатор (роутер) считывает данные, преобразует
их в управляющий сигнал и отправляет его в нужном направлении. Но в
квантовом мире при считывании сигнал фактически разрушается, поэтому
обычная конструкция маршрутизатора здесь не подходит.
Так, если необходимо передать
информацию одному адресату, никаких проблем не возникает. Но если
адресатов много, и нужно передавать фотоны выборочно по определённым
маршрутам, не ясно, как определить место назначения, не считывая
пересылаемую информацию.
Устройство, созданное специалистами из университета Цинхуа (Tsinghua University) в Пекине, представляет собой простую систему зеркал, передающих кубиты по разным направлениям в зависимости от их поляризации.
Для начала учёные преобразуют посылаемый фотон в пару запутанных фотонов с более низкой энергией (процесс спонтанного параметрического рассеяния). Обе частицы при этом находятся в суперпозиции поляризованных состояний.
Маршрутизатор использует данные о
поляризации одного из фотонов как контрольную метку, чтобы направить
второй фотон в нужном направлении. Для этого физики использовали
четвертьволновые и полуволновые фазовые пластины, которые изменяют
поляризацию частиц, когда они достигают зеркал.
Так как любой квантовый процесс
является вероятностным, учёным пришлось проверить характеристики
устройства и убедиться в том, что фотоны, проходя через роутер, остаются
запутанными.
К сожалению, роутер китайских учёных
имеет существенное ограничение. Единовременно он может передавать только
один кубит (фотон). Принцип работы не позволяет расширить
производительность, а значит, это устройство хоть и представляет интерес
как экспериментальная проверка концепции, но никогда не ляжет в основу
будущих квантовых компьютеров и глобальных информационных сетей нового
поколения.
При этом у специалистов нет сомнений,
что скоро мы узнаем о новых разработках в этой области и квантовый
Интернет рано или поздно ворвётся в нашу жизнь.
Ознакомиться с работой китайских учёных можно на сайте препринтов arXiv.org, а также в дальнейшем в журнале Physical Review Letters.
| 
