Одна річ, представити теоретичне обґрунтування квантового інтернету, і зовсім інша – запустити його в реальних умовах великого міста. Фізики з Гарварду скористалися вже наявною телекомунікаційною волоконно-оптичною мережею Бостона, щоб протягнути інтернет між двома квантовими вузлами, розділеними рекордно великою відстанню 35 км.
Квантова пам’ять, аналог пам’яті класичних комп’ютерів, це важливий компонент з’єднаних між собою квантових комп’ютерів, без якої неможливі будуть складні мережеві операції. Команда вчених з Гарвардського університету під керівництвом Михайла Лукіна з’єднала два квантові вузли пам’яті оптичним волокном, яке простяглося кільцем через Кембридж, Сомервілл, Вотертаун і Бостон – загалом приблизно 35 км. Самі вузли знаходилися на різних поверхах однієї лабораторії.
Кожен вузол пам’яті – це невеликий, кілька квадратних міліметрів, квантовий комп’ютер, виготовлений зі шматочка алмазу з певним дефектом у кристалічній решітці. Цей дефект – відсутність одного атома – покращує взаємодію між кремній-заміщеним центром і світлом. Кремній-заміщена вакансія містить два кубіти: один у вигляді спіна електрона, який використовується для комунікації, інший – у вигляді більш живучого спіна ядра, який виконує роль пам’яті і зберігає заплутаність. Обидва спіни можна цілком контролювати мікрохвильовими імпульсами. Алмазні пристрої розташовані всередині холодильних установок, температура всередині яких опускається до -273 °С.
У Гарварді протягом багатьох років вивчають використання кремній-заміщених вакантних центрів як пристроїв квантової пам’яті, пише Science Daily. Ця технологія вирішує серйозну проблему квантового інтернету: втрату сигналу, який неможливо посилити звичайними способами. Вузли на основі кремній-заміщених вакантних центрів здатні вловлювати, запам’ятовувати і сплутувати кубіти, одночасно коригуючи сигнал.
Протягом кількох останніх років вчені з команди Лукіна орендують оптичний кабель в однієї з компаній Бостона, щоб проводити експерименти з квантовим інтернетом. Демонстрація можливостей квантових вузлів в умовах справжнього, великого міста – важливий крок до появи функціональної квантової комунікації.