Amazon Web Services (AWS) a Harvard University spolupracují na podzemní kvantové síti v Bostonu v Massachusetts. AWS sdílela podrobnosti o projektu v nedávném blogovém příspěvku, kde popisuje, jak obě organizace vytvořily víceuzlovou kvantovou síť, která distribuuje, ukládá a zpracovává kvantové informace pod ulicemi Bostonu.
Kvantové počítače, přestože se neustále zlepšují ve výkonu a schopnostech, stále fungují pouze jako izolované procesory. Aby bylo možné umožnit kvantovou síť, AWS a Harvard University se obrátili na kvantové opakovače, nástroj, který koriguje ztráty a chyby při přenosu informací. Blog AWS popisuje kvantové opakovače jako „vyvinuté pomocí kvantových pamětí – zařízení, která zachytávají jednotlivé fotony, kódované kvantovými informacemi, a ukládají tyto informace do lokální paměti. Tato paměť pak provádí jednoduché výpočty, aby zachovala uložené informace a doručila je na požádání“.
Tým vědců z Harvardu a AWS byl schopen vytvořit 35km spojení, které může komunikovat a ukládat kvantové informace po dobu delší než jednu sekundu. Tým to dokázal prostřednictvím atomového defektu v diamantech nazývaného Silicon Vacancy Center (SiV). Délka doby uložení je klíčová, protože je dostatečně dlouhá na to, aby světlo mohlo cestovat více než 300 000 km. To znamená, že doba uložení paměti není omezujícím faktorem v kvantových sítích využívajících tyto paměti.
Kvantové informace byly odeslány z uzlu A a cestovaly 35 km pod zemí přes Boston, než se vrátily na Harvard University, kde bylo provázání přeneseno do jiné paměti v samostatné laboratoři, uzlu B. Tato provázaná kvantová paměť by pak mohla být použita pro následné aplikace.
Podle blogového příspěvku je tento vývoj důležitý, protože demonstruje klíčový prvek pro možnost reálných praktických kvantových sítí. Klíčovými pokroky byly začlenění kvantové frekvenční konverze pro přenos optických signálů z viditelného do telekomunikačního pásma a použití dlouhožijících jaderných pamětí pro dlouhodobé ukládání informací.
Příspěvek dodává: „Tyto jaderné paměti se skládají z atomů tvořících materiál blízko SiV paměťového qubitu (který lze ovládat) a interagují s SiV qubitem pomocí mikrovlnných polí.“
Navzdory těmto pokrokům tým uznává, že je omezen potřebou paměti pro ultra-nízké teploty, aby fungovala, a že je náročné vyrobit dostatečně čistý diamant. Týmy dodaly: „I když tato demonstrace ukazuje slib základní technologie, tato síť stále potřebuje provést zlepšení v konstrukci zařízení, než bude schopna fungovat na komerčně relevantní šířce pásma a přesnosti (známé jako věrnost). Nejdůležitější mezi těmito zlepšeními je přechod na multiplexované použití fotonických zařízení, která využívají mnoho kvantových pamětí pracujících paralelně, aby se zvýšila rychlost komunikace.“
Zdroj: datacenterdynamics.com
Obrázek: AWS
