Международная группа учёных из Германии впервые в мире осуществила квантовую телепортацию состояния поляризации фотона между фотонами из разных источников. Это стало прорывом для создания квантового интернета, для чего до сих пор не было надёжной базы в виде повторителей квантового сигнала. Квантовые состояния нельзя перехватить без разрушения, что стало как преимуществом, так и ограничением для этой технологии.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4.1/3DNews

О разработке сообщили учёные Университета Штутгарта (University of Stuttgart), Университета Саарбрюккена (Saarland University) и Института Лейбница в Дрездене (IFW). Они разработали полупроводниковый источник фотонов с высокой степенью повторяемости характеристик этих квантов ЭМ-излучения: частоты, фазы, поляризации и других. Затем они разнесли квантовые точки на расстояние 10 м и соединили их обычным оптоволокном. Идея заключалась в том, чтобы передать квантовое состояние одного фотона другому — из удалённого источника.

Проблема в том, что квантовые состояния телепортируются только между запутанными частицами, для чего они должны быть полностью идентичны и исходить из одного источника. Считать в условиях условного повторителя на линии квантовое состояние означает разрушить его, что сразу лишает квантовую криптографию смысла как метода безопасной передачи данных. Передача квантового состояния без его разрушения между фотонами источника и повторителя — это и стало бы прорывом, ведь в магистрали оптический сигнал сам по себе затухает уже через несколько десятков километров.

Исследователи из Германии решили проблему оригинальным образом. Они передали квантовое состояние в поляризации фотона на повторитель, который испустил пару запутанных фотонов. Один фотон из пары пропустили через нелинейный оптический канал, чтобы сгладить даже минимальные отличия в характеристиках фотона от источника и от повторителя. Прежде всего речь шла об идеальном совпадении несущей частоты фотонов.

Затем фотон из источника и фотон от повторителя пропустили через схему измерения состояния Белла, где поляризация исходного фотона — искомый квантовый сигнал — передалась на фотон повторителя. Поскольку у последнего был запутанный с ним близнец, эта же квантовая кодировка передалась и ему. Тем самым на повторителе возник фотон с тем же квантовым состоянием (поляризацией в суперпозиции), что и у исходного фотона.

В результате таких действий при передаче квантового состояния коллапса волновой функции не произошло, и квантовые данные можно было передать дальше уже фотоном из второго источника. Квантовые точки пока испускают недостаточно похожие по свойствам фотоны, и передача происходит в 70?% случаев. Учёные обещают улучшить технологию производства полупроводниковых квантовых точек, чтобы добиться максимального приближения к идеалу.

Kyocera доложила об успешной демонстрации технологии подводной беспроводной оптической связи (UWOC) — скорость передачи данных на небольшие расстояния подняли до 5,2 Гбит/с.

Источник изображения: kyocera.com

Это одно из самых быстрых решений в области UWOC, уверяет японский производитель. Технология способна обеспечить передачу больших объёмов данных в реальном времени при океанических исследованиях и операциях с подводными роботами — мгновенный доступ к видеопотокам, снимкам высокого разрешения и данным датчиков. UWOC превосходит возможности распространённой сегодня аудиосвязи, которая даёт канал шириной в несколько Мбит/с.

Инженеры Kyocera разработали полный цикл решений вплоть до преобразования данных в сигналы и обратно на физическом уровне (PHY). Им пришлось отказаться от базовых решений для стандартных проводных и беспроводных технологий, которые не всегда обеспечивают достаточную надёжность связи под водой. Собственные разработки японской компании с самого начала создавались для работы в подводных условиях. Высокую скорость UWOC реализовали за счёт широкой полосы пропускания выше 1 ГГц, которая помогла раскрыть возможности оптических полупроводниковых компонентов и в 2,5 раза повысить скорость по сравнению с обычными технологиями подводной оптической связи.

На практике новая технология от Kyocera сможет использоваться для трансляций видео высокого разрешения с автономных подводных аппаратов, поможет инспекции подводных сооружений и обеспечит оперативное получение больших объёмов информации при океанических исследованиях и одновременный сбор данных с большого числа подводных датчиков. Продемонстрировать возможности новой технологии Kyocera планирует на выставке CES 2026 в начале будущего года. Вместе с ней компания покажет разработки в области датчиков глубины с использованием алгоритмов искусственного интеллекта, сенсоры миллиметрового диапазона, модули фазированных антенных решёток и другие технологии в области безопасности автопилота.