Квантовая вычислительная сеть, над созданием которой бьются исследователи во многих странах мира, как оказалось, уже два с половиной года работает в национальной лаборатории в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико, сообщается в научной статье представителя лаборатории Ричарда Хьюза (Richard Hughes) и его коллег, доступной на сайте arxiv.org.

Привлекательность квантовых вычислительных сетей заключается в принципиально новом уровне защиты передачи информации. Защита основана на принципе работы квантовых систем: наблюдение системы (на практике — измерение состояния фотона) само по себе приводит к ее изменению. Соответственно, любая попытка перехвата данных будет немедленно раскрыта на стороне приемника сигнала.

Одновременно такое свойство сети порождает серьезную проблему: дело в том, что современные прототипы квантовых сетей передают данные только по одному маршруту, грубо говоря, из точки A в точку B, — и сигнал уже невозможно перенаправить в точки C, D, E или F, так как ретрансляция потребует чтения квантов, что приведет к утрате информации.

Ученым из Лос-Аламоса удалось решить указанную проблему созданием в квантовой сети особого центрального узла-коммутатора, через который проходит любой сигнал. Дойдя до коммутатора, сигнал из светового преобразуется в электрический. После того как центральный узел направляет сигнал по заданному маршруту, на выходе из коммутатора он опять преобразуется в поток фотонов.

Специалист по квантовой теории управления, Александр Печень, к.ф-м.н., научный сотрудник Математического института им. В. А. Стеклова РАН и израильского Института Вейцмана, пояснил Digit.ru: «Проблему громоздкости и высокой цены фотонных детекторов в лаборатории удалось решить, установив их только на центральном хабе для приема квантовой информации от узлов сети, а в узлах их убрали, использовав лазеры». Таким образом, число детекторов, самых дорогих компонентов, не зависит от числа узлов сети, что значительно удешевляет стоимость конструкции c большим числом сегментов.

Юджин Ползик, член исполнительного комитета Российского квантового центра, отметил, что сеть, построенная Хьюзом и коллегами, не решает главную проблему квантовых соединений — ограничение в 50-100 км, в пределах которых происходит надежная передача данных.

Такие результаты были получены и ранее несколькими научными группами. С точки зрения физики, это обычные двухсторонние квантовые каналы, связывающие двух абонентов, просто они соединены через центральный маршрутизатор. При этом защищенность информации в центральном хабе совершенно классическая.