Ученые предложили «алфавит» для квантовой связи

5 0 Ученые предложили «алфавит» для квантовой связи

Физики предложили использовать для квантовой связи структурированный свет вместо поляризованного. Это позволит перейти от двумерных режимов к многомерным, что сделает связь надежнее и быстрее. Результаты исследования опубликованы в журнале AVS Quantum Science.

Над созданием безопасной квантовой связи работают ученые многих стран. Традиционно протоколы квантовой связи реализуются с помощью поляризованного света, имеющего всего два состояния. Такие протоколы представляют собой двухуровневую систему с максимальной емкостью информационного носителя (фотона) в один бит.

Ученые из Университета Витватерсранда в ЮАР предложили использовать в квантовых протоколах структурированный свет, информационная емкость которого намного выше. Пространственные моды или паттерны такого света можно рассматривать в качестве букв алфавита квантовой информации.

"То, что мы действительно хотим, это сделать квантовую механику с паттернами света, — приводит слова ведущего автора исследования Эндрю Форбса (Andrew Forbes) пресс-служба Американского института физики. — Под этим мы подразумеваем, что свет может иметь различные узоры, которые можно сделать уникальными".

В принципе можно создать бесконечный набор паттернов для алфавита квантовой связи. Использование структурированного света обещает сделать ее еще быстрее и безопаснее, а также повысить устойчивость к внешнему шуму, например, колебаниям фонового освещения.

"Паттерны света — это путь к тому, что мы называем многомерными состояниями", — говорит Форбс. — К сожалению, инструментарий для управления ими все еще недостаточно развит и требует большой работы".

В квантовых технологиях в последнее время наблюдается большой прогресс. Использование пространственных режимов света позволяет осуществлять обмен фотонами в состоянии квантовой запутанности, а сама связь после появления протоколов многомерного распределения квантовых ключей стала более безопасной.

Структурированный свет позволит перейти к запутанным состояниям высокой размерности, как в их скалярных, так и в гибридных проявлениях, обещая множество новых квантовых приложений, которые станут основой следующей революции в квантовой коммуникации.

"Вместо двух измерений гибридные состояния обеспечивают доступ к многомерным состояниям, например, к бесконечному набору двумерных систем. Это выглядит как многообещающий путь к настоящей реализации квантовой сети, основанной на паттернах света", — сказал Форбс.

Источник: news.rambler.ru

Похожие статьи

Лазер помог уменьшить ускорители частиц

Физики из Лаборатории лазерной энергетики Рочестерского университета придумали способ создать небольшие — в десять тысяч раз больше существующих —...

06.04.20 3 1

Ученые впервые засняли редкий феномен свечения глаз человека

Ученые раскрыли природу свечения, которое наблюдали пациенты во время сеансов радиотерапии, и зафиксировали это свечение на камеру.

13.01.20 3 1

Синий свет: от смартфона можно состариться

Длительное воздействие синего света, излучаемого телефоном, монитором или бытовой техникой, может ускорить старение, предупреждают ученые из Университета штата...

18.10.19 6 1

Сверхсветовые корабли оказались бесполезными

Специалист Японского агентства аэрокосмических исследований и бывший сотрудник НАСА Джеймс О'Донохью (James O'Donoghue) оценил скорость кораблей с варп-двигателем —...

14.10.19 5 1

Астрономы выяснили, почему время «течет назад» во время гамма-вспышек

Ученые объяснили, почему гамма-всплески, самые мощные взрывы во Вселенной, выглядят для стороннего наблюдателя так, как будто время внутри них идет не вперед,...

26.09.19 8 1

Ученые подтвердили, что «квантовый вампир» не отбрасывает тени

Ученые получили прямое экспериментальное подтверждение того, что уничтожение фотона в части пучка света не изменяет форму профиля пучка (т. е. «не отбрасывает...

29.06.19 9 1

Самое интересное в рубрике