Квантовый интернет, который свяжет пользователей через абсолютно защищенные каналы, стал на шаг ближе. Исследователи из Нанкинского университета и Китайского научно-технического университета разработали ультратонкую метаповерхность, способную не просто управлять светом, но и генерировать квантовую запутанность.
Устройство, описанное в статье журнала Physical Review Letters, заменяет собой целую лабораторию с громоздким оптическим оборудованием.
Квантовый швейцарский нож
Обычно для создания запутанных фотонов требуются сложные системы из линз, кристаллов и зеркал. Новая разработка представляет собой пластинку стекла, покрытую миллионами крошечных столбиков из кремния. Размер этих столбиков меньше длины волны света.
Когда обычные фотоны проходят через эту пластинку, благодаря точной наноструктуре возникает квантовая интерференция. На выходе частицы становятся запутанными. Устройство толщиной в доли миллиметра работает как полноценная оптическая схема.
В ходе тестов метаповерхность успешно распределила запутанность по 21 каналу, создав все четыре фундаментальных типа квантовой связи. Авторы исследования сравнивают свое изобретение со швейцарским ножом для квантовых систем.
Главное преимущество технологии — возможность интеграции. Такие модули можно производить методами, похожими на печать обычных микрочипов. Благодаря этому на их основе можно создавать модули квантовой связи, которые можно будет использовать для защищенной коммуникации и вычислений.
