Квантовая связь ускорилась почти в пять раз экспресс

Оригинал: "Multiplexed ion-ion entanglement over $$1.2$$ kilometer fibers"
arXiv:2510.20392 · 2025-10-23 · CC BY 4.0 · 1 мин
Учёные впервые применили трюк с десятком световых каналов, чтобы быстрее создавать запутанность между заряженными атомами.

📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Обычная квантовая связь напоминает почту, которая отправляет письма строго по одному. Если путь длинный, ответа приходится ждать неприлично долго. Физики ускорили процесс, запуская сразу десять «почтовых грузовиков» — световых импульсов — в одно оптоволокно, но в разные временные окна. В эксперименте два иона (заряженных атома) в ловушках, соединённых кабелем в 1,2 км, получали по десять фотонов за цикл. Это позволило создавать запутанность в 4,59 раза быстрее, с точностью 95,9%.

Запутанность — квантовая «почта» без курьера: она мгновенно доставляет информацию о состоянии частицы на любое расстояние. Без неё не построить квантовый интернет.

Такой подход как конструктор: можно добавлять новые ионные узлы, и сеть будет ускоряться, приближая нас к защищённой связи и распределённым вычислениям.

Оригинальная аннотация

как её написали авторы, на английском arXiv:2510.20392

Quantum networks and quantum repeaters represent the promising avenues for building large-scale quantum information systems, serving as foundational infrastructure for distributed quantum computing, long-distance quantum communication, and networked quantum sensing. A critical step in realizing a functional quantum network is the efficient and high-fidelity establishment of heralded entanglement between remote quantum nodes. Multiplexing offers a powerful strategy to accelerate remote entanglement distribution, particularly over long optical fibers. Here, we demonstrate the first multiplexing-enhanced heralded entanglement between two trapped-ion quantum network nodes. By multiplexing $$10$$ temporal photonic modes, we achieve a 4.59-fold speedup in ion-ion entanglement generation and attain an entanglement fidelity of $$95.9\pm1.5\%$$ over $$1.2$$ km of fiber. Employing a dual-type architecture, our system is readily scalable to multiple nodes, thereby establishing a key building block for future large-scale quantum networks.

Без трюка с десятью каналами на запутывание двух заряженных атомов через километровое волокно уходили бы минуты — примерно столько, сколько нужно, чтобы сварить кофе. Теперь же всё происходит за время, пока вы моргаете.

Идея мгновенной связи через запутанность лежит в основе сюжета романа Лю Цысиня «Сквозь звёзды», где герои пытаются общаться с далёким космосом без задержки.

Учёные
William WoottersHendrik LorentzShuji NakamuraJohn Stewart BellHenri PoincaréErwin Schrödinger
Понятия
сеть квантовой запутанности технология квантовых сетей трёхфотонная запутанность волоконная оптика кубит на ионной ловушке генерация одиночных фотонов с объявлением ионная ловушка распространение информации оптический переключатель распространение ошибок оптическая связь связь центр обработки данных состояния Белла гибридная система передача данных обучение цифрового двойника квантовая сеть оптическое волокно состояние Гринбергера-Хорна-Цайлингера