Найден новый способ борьбы с шумом в квантовых коммуникациях

Шум является проблемой любых коммуникаций, и инженеры разрабатывают сложные схемы, чтобы максимально очистить передаваемый сигнал. Квантовые коммуникации в этом отношении если и отличаются от классических, то лишь большей восприимчивостью к помехам по причине крайне низкой мощности квантовых сигналов.

«Чтобы создать полезную квантовую сеть, нужно знать, как далеко, насколько быстро и надежно мы могли бы отправлять квантовую информацию, — сказал Майкл Бродски (Michael Brodsky) из Армейской исследовательской лаборатории (ARL). — Это требует понимания шума в каналах коммуникаций».

Группа квантовых сетей ARL в сотрудничестве с итальянским университетом UNIVAQ опубликовала в журнале New Journal of Physics результаты совместного исследования источников шума в квантовых коммуникациях.

Моделируя, эмулируя и измеряя разные типы шума в квантовых каналах, участники работы пришли к выводу, что некоторые разновидности квантовых помех устраняются достаточно легко, для других же осуществить это полностью практически невозможно. Но далее ими было сделано неожиданное открытие.

Оказалось, что «плохой» шум можно преобразовать в «хороший», просто добавив недорогой компонент в квантовый канал. Наличие этого дополнительного способа контроля позволяет настраивать канал и регулировать свойства шума, скрывающего передаваемый сигнал.

Следующей на очереди задачей группы станет демонстрация полностью безошибочной передачи квантовой информации. Далее будет создан многопользовательский стенд для испытаний квантовой сети в полевых условиях, и опробованы протоколы безопасного секретного обмена данными между двумя удалёнными городскими кампусами.

Для армии новые квантовые парадигмы означают потенциальную возможность быстрых, эффективных и безопасных сбора, обмена и обработки огромного количества информации на динамичных полях сражений будущего.