Квантовий зв’язок між містами: американські вчені провели приголомшливий експеримент
Американські вчені встановили бездротовий квантовий зв’язок між двома містами.
Американські вчені вперше в США передали заплутані фотони по відкритому повітрю на відстань близько 21 кілометра. Експеримент відбувся 21 серпня в передмісті Нью-Йорка і став черговим кроком до створення повноцінного квантового інтернету, інформує No worries.
Стаціонарна лінія оптичного зв’язку у вільному просторі (FSO) з’єднала «Квантовий маяк», розташований на даху семиповерхового корпусу Брукхейвенської національної лабораторії, з Університетом штату Нью-Йорк у Стоні-Бруку. Таким чином з’явився ще один сегмент найбільшої квантової мережі країни. «FSO – це бездротова технологія, аналогічна тій, що вивела класичний інтернет за межі кабелів і зробила його невід’ємною частиною супутників та мобільних телефонів. Без неї квантовий інтернет ніколи не стане справді корисним», – пояснює провідна наукова співробітниця проєкту від BNL Джастін Хапт.
Заплутані фотони народжуються у вузлах мережі: лазерний промінь спрямовують у спеціальний кристал або оптичний пристрій, який розщеплює його на заплутані пари. Раніше такі пари передавали лише кабелем, тепер – і по повітрю за допомогою телескопів. Хапт та її колеги з Відділу приладів Брукхейвена мають досвід у телескопобудуванні: саме вони розробляли ключові компоненти для обсерваторії Віри Рубін. Втім, наземне застосування виявилося не менш складним завданням.
Головна технічна проблема – атмосферні спотворення. На відстані 21 кілометра зображення на лінії горизонту сильно розмивається через турбулентність повітря, і збільшення оптики тут не допомагає. Рішення – адаптивна оптика: надтонкі дзеркала, які деформуються тисячі разів на секунду, компенсуючи спотворення в реальному часі. Попри те що ця технологія створювалась для наземних астрономічних телескопів, між Брукхейвеном і Стоні-Бруком турбулентність виявилась значно сильнішою, ніж між Землею і зірками: основна частина атмосферних збурень зосереджена біля поверхні, де будівлі, дерева та рельєф перемішують повітря, а різне покриття – трава чи асфальт – нагрівається сонцем нерівномірно.
Окрім боротьби з турбулентністю, інженерам довелося вирішити ще одну задачу: оптоволокно, яке є приймачем і передавачем з обох боків, має товщину менше п’яти мікрон. Щоб з’єднати їх по повітрю, промінь спершу розширюють до 60 сантиметрів під розмір головного дзеркала телескопа, а потім знову фокусують у мікроскопічну точку. Заважає зв’язку і погода – причому не лише туман, а й яскраве сонячне світло. «Це все одно що світити ліхтариком з даху вдень – його просто не видно», – порівнює Хапт.
Саме тому офіційне відкриття з перерізанням стрічки відбулося вдень, а реальну передачу фотонів наразі проводять переважно ясної ночі. У перспективі дослідники планують вдосконалити систему настільки, щоб вона працювала цілодобово і за будь-якої погоди. Паралельно за допомогою «Квантового маяка» вчені готуються відстежувати звичайні супутники – це дозволить відпрацювати технології оптичної стабілізації та супроводу, необхідні для майбутнього підключення квантового супутника до мережі.
- Останні
- Популярні
Новини по днях
25 серпня 2026
