В июньском номере журнала "Physical Review Letters" (Vol. 96, No. 24, Art. 240501, 2006) международная группа исследователей из Национального института информатики в Токио, исследовательского центра наноэлектроники в Токио, Стэндфордского университета и лаборатории Hewlett-Packard в Бристоле (Англия) опубликовала статью "Гибридный квантовый повторитель, использующий яркий когерентный свет", в которой показала принципиальную возможность использования квантовых повторителей в обычных оптоволоконных каналах для передачи квантовой информации на большие расстояния.

Сама идея использования квантовых повторителей обсуждается уже лет восемь. Связано это с тем, что передача квантовой информации на расстояния более 10-20 км приводит к фатальному зашумлению канала и практически полной ее потере. Повторитель позволяет удалить шумы и передать информацию на следующую станцию. Дальность передачи таким образом может быть увеличена до 1000 км и более.

Существующие схемы квантовой коммуникации основывались на использовании дискретных степеней свободы отдельных фотонов. При этом приходилось использовать и очень слабые лазерные импульсы. Эффективность таких схем была достаточно низкой.

В новом "гибридном" подходе задействуются как дискретные, так и непрерывные степени свободы, связанные с амплитудами и фазами световых импульсов. При этом оказывается возможным использование ярких световых импульсов с гомодинным детектированием фазы света, обычно применяемым в квантовой оптике. Оценки показывают, что степень успешных детектирований должна составлять около 40%, что значительно выше соответствующих показателей в применяемых ныне телекоммуникационных схемах.

Правда, пока это только теория, но стэндфордские ученые уже работают и над экспериментальной проверкой идеи. Основное преимущество "гибридной" схемы ученые видят в том, что оптоволоконный канал может использоваться и для классической коммуникации, когда потребности в защищенной передаче квантовой информации нет.

Электронный препринт статьи можно взять тут: xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/0510202.

Сергей САНЬКО