Инженеры Северо-Западного университета США продемонстрировали квантовую телепортацию в загруженном интернет-трафиком оптоволоконном кабеле. Результаты проведенного ими исследования  опубликованы в журнале Optica.

Квантовая телепортация осуществляет передачу квантового состояния при помощи разнесенной в пространстве запутанной пары и классического канала связи. Она ограничена только скоростью света и может сделать связь практически мгновенной.

Квантовая запутанность, которая используется процессе телепортации, обеспечивает связь между двумя частицами независимо от расстояния между ними. Запутанные частицы обмениваются информацией на больших расстояниях, не перенося ее физически.

В то время как традиционные сигналы для классической оптической связи обычно формируются огромным числом частиц света, в квантовых системах используются отдельные фотоны, пояснили авторы исследования.

Проведя углубленный анализ рассеивания света в оптоволоконных кабелях, они нашли менее загруженную длину волны для размещения своих фотонов. Затем добавили специальные фильтры, чтобы уменьшить помехи от интернет-трафика.

Тестирование нового метода проводилось на отрезке оптоволоконного кабеля длиной 30 километров. Измерения показали, что квантовая информация успешно передавалась даже при интернет-трафике с быстродействием 400 Гбит/с.

В дальнейшем планируется провести эксперименты на увеличенных расстояниях, а также использовать не одну, а две пары запутанных фотонов. Последнее позволит продемонстрировать обмен запутанностью и сделать важный шаг на пути к распределённым квантовым приложениям. Рассматривается также возможность проведения экспериментов на реальных подземных оптических кабелях, а не с их катушками в лабораториях.

Квантовая телепортация открывает возможность использования существующих кабелей для квантовой связи. Ее применение значительно упрощает инфраструктуру, необходимую для работы распределенных квантовых датчиков или вычислительных приложений.

Правильный выбор длин волн обеспечивает совместную работу классических и квантовых коммуникаций без создания для этого новой инфраструктуры, утверждают авторы исследования.