Откриването на квантовата памет при стайна температура доближи човечеството до следващото поколение интернет.

Учените доближиха човечеството до създаването на квантов интернет – взаимосвързана мрежа от квантови компютри. За първи път в историята е изградена мрежа от „квантова памет“, работеща при стайна температура.

По време на експериментите специалистите са съхранили и възстановили два фотонни кубита. Това са кубити, създадени от фотони (частици светлина), на квантово ниво. Този пробив е значителен, тъй като квантовата памет е основополагаща технология, която предшества създаването на квантовия интернет – следващото поколение на световната мрежа.

За разлика от класическата изчислителна памет, която кодира данните в двоични състояния от 1 или 0, квантовата памет съхранява данни под формата на квантов бит (кубит). Той може да бъде и в суперпозиция от 1 и 0. При наблюдение суперпозицията се разрушава и кубитът става толкова полезен, колкото и обикновеният бит. Очаква се квантовите компютри с милиони кубити да бъдат многократно по-мощни от сегашните най-бързи суперкомпютри. Това е така, защото заплетените помежду си кубити (вътрешно свързани през пространството и времето) могат да извършват много повече изчисления едновременно.

Квантовият интернет е интернет инфраструктура, която разчита на законите на квантовата механика за прехвърляне на данни между квантовите компютри. Квантовата мрежа обаче се нуждае от квантова памет, за да функционира. Според авторите на тази научна работа постигането на това масивите от квантова памет да работят заедно на квантово ниво и при стайна температура е ключова стъпка към създаването на квантов интернет на всяко ниво. Досега нищо подобно не е било правено.

Квантовите мрежи, изградени през последните години, трябва да бъдат охладени до абсолютната нула, за да работят, което ограничава тяхната полезност. Ето защо учените са разработили метод, който може да съхранява 2 отделни фотона и, най-важното, успешно да извлече техния квантова сигнатура. Специалистите са постигнали този ефект при стайна температура, като са съхранили фотоните в рубидиев газ. Те са постигнали и важен резултат под формата на интерференция на извлечените фотони, демонстрирайки квантовата идентичност на фотоните. Това е ефектът на Хонг-Оу-Мандел, който е характерен квантов признак.

В допълнение към увеличената скорост квантовата комуникация има вродена безопасност. Това е така, тъй като всеки опит за прихващане и разчитане на информация, предавана по квантова мрежа, се равнява на наблюдение, което би довело до разрушаване на суперпозицията на кубитите. Изследванията в областта на квантовите изчисления продължават активно. В последно време се наблюдава истинска надпревара за разработване на технологии, които ще помогнат за изграждането на квантовия интернет. Следващата стъпка ще бъде да се разработи метод за откриване на това кога квантовият сигнал е готов за извличане. Но без да се разрушават свойствата му чрез пряко наблюдение, което ще проправи пътя за квантови ретранслатори. Те могат да увеличат обхвата на квантовия сигнал и да се превърнат в ключов елемент на мащабния квантов интернет.

През 2022 г. учените стигнаха до заключението, че квантовата мрежа може да телепортира информация между независими възли с помощта на квантово заплитане. Специалистите изградиха проста мрежа от няколко диамантени кубита, обединени в три възела, наречени Алис, Боб и Чарли. Специалистите успяха да прехвърлят информация между двата най-външни възела, без да преминават през междинен възел, което се превърна в основа на квантовия интернет.