Квантовая криптография – это ответ исследователей на эту проблему, а точнее на определенный вид кубита, состоящий из одиночных фотонов: частиц света.
Одиночные фотоны или кубиты света, как их еще называют, чрезвычайно сложно взломать.
Однако для того, чтобы эти световые кубиты были стабильными и работали должным образом, их необходимо хранить при температурах, близких к абсолютному нулю, то есть минус 270 ° C, что требует огромного количества энергии и ресурсов.
Тем не менее, в недавно опубликованном исследовании исследователи из Копенгагенского университета демонстрируют новый способ хранения этих кубитов при комнатной температуре в сто раз дольше, чем когда-либо ранее.
«Мы разработали специальное покрытие для наших микросхем памяти, которое помогает квантовым битам света быть идентичными и стабильными при комнатной температуре. Кроме того, наш новый метод позволяет нам хранить кубиты в течение гораздо более длительного времени, которое составляет миллисекунды вместо микросекунд – то, что раньше было невозможно.
Мы очень рады этому », – говорит Юджин Саймон Ползик, профессор квантовой оптики в Институте Нильса Бора.
Специальное покрытие микросхем памяти значительно упрощает хранение кубитов света без больших морозильных камер, с которыми сложно работать и которые требуют большого количества энергии.
Таким образом, новое изобретение будет дешевле и более совместимо с требованиями отрасли в будущем.
«Преимущество хранения этих кубитов при комнатной температуре заключается в том, что не требуется жидкий гелий или сложные лазерные системы для охлаждения.
Кроме того, это гораздо более простая технология, которую будет легче реализовать в будущем квантовом Интернете », – говорит Карстен Дидериксен, доктор философии UCPH по проекту.
Специальное покрытие обеспечивает стабильность кубитов
Обычно высокие температуры нарушают энергию каждого квантового бита света.
"В наших микросхемах памяти летают тысячи атомов, излучающих фотоны, также известные как кубиты света. Когда атомы подвергаются нагреву, они начинают двигаться быстрее и сталкиваются друг с другом и со стенками чипа.
Это приводит к тому, что они испускают фотоны, которые сильно отличаются друг от друга. Но нам нужно, чтобы они были точно такими же, чтобы использовать их для безопасного общения в будущем », – объясняет Евгений Пользик и добавляет:
«Вот почему мы разработали метод защиты атомной памяти с помощью специального покрытия внутри микросхем памяти. Покрытие состоит из парафина, который имеет структуру, похожую на воск, и работает, смягчая столкновение атомов, делая испускаемые фотоны или кубиты идентичными и стабильными.
Также мы использовали специальные фильтры, чтобы из микросхем памяти были извлечены только идентичные фотоны."
Несмотря на то, что новое открытие является прорывом в квантовых исследованиях, оно требует дополнительной работы.
«Прямо сейчас мы производим кубиты света с низкой скоростью – один фотон в секунду, в то время как охлаждаемые системы могут производить миллионы за то же время.
Но мы считаем, что у этой новой технологии есть важные преимущества и что мы сможем решить эту проблему со временем », – заключает Юджин.