Прорыв в квантовой связи: от лаборатории к городской среде
19 августа 2026 года можно считать знаковой датой в истории развития квантовых технологий. Группа американских физиков из Национального института стандартов и технологий (NIST) и Университета Мэриленда совершила прорыв, который приближает эру квантового интернета к реальности. Ученым впервые удалось передать квантово запутанные фотоны на расстояние 62 километра не по специально подготовленным лабораторным линиям, а по обычным надземным оптоволоконным кабелям, проложенным между Гейтерсбергом и Колледж-Парком.
Ключевым фактором успеха стало преодоление главного препятствия квантовой связи — хрупкости квантовых состояний. Запутанность фотонов, являющаяся основой для защищенной передачи данных и распределенных квантовых вычислений, крайне сложно сохранить в условиях реальной городской среды. В отличие от стерильных лабораторий, городская инфраструктура подвержена постоянным внешним воздействиям: ветру, вибрациям от транспорта и перепадам температур, которые нарушают поляризацию света.
Технические детали эксперимента и преодоление помех
Экспериментальная линия связи имела уникальную особенность: около 70% пути фотоны проходили по воздушным кабелям, подвешенным на столбах. Именно такие условия создают наибольшую нестабильность, постоянно меняя двулучепреломление волокна. Для решения этой проблемы исследователи разработали сложную систему активной стабилизации. Они использовали опорный лазерный сигнал, который проходил по тому же волокну, что и квантовые фотоны, но в другое время.
Система непрерывно измеряла искажения поляризации эталонных состояний и с помощью алгоритмов восстанавливала их, корректируя параметры передачи. Если достоверность эталонных состояний падала ниже 98%, запускалась коррекция до уровня выше 99%. В ходе суточного эксперимента система тратила на эти технические нужды всего 7,2% времени, оставляя более 92% времени для фактической передачи запутанных фотонов.
Эффективность передачи и перспективы внедрения
Потери сигнала в линии составили около 18 дБ, плюс дополнительные 3 дБ на разъёмы и аппаратуру. Несмотря на это, исследователи смогли регистрировать около 1500 совпадающих пар фотонов в секунду на приемной стороне, что является значительным результатом для такой дистанции. Для регистрации использовались сверхпроводниковые нанопроволочные детекторы с эффективностью более 70%. Источник в NIST генерировал пары фотонов в запутанном состоянии Белла Φ+, разделяя их по длинам волн.
Главный вывод эксперимента заключается в том, что существующая кабельная инфраструктура, даже невысокого качества, способна поддерживать передачу запутанных состояний. Это открывает путь к развертыванию квантовых сетей без необходимости прокладки новых специализированных магистралей. Однако эксперты отмечают, что скорость передачи данных все еще требует существенного улучшения для коммерческого применения.
Противоречивые данные
Хотя основной эксперимент NIST был проведен в Мэриленде, в открытых источниках и новостных сводках иногда возникают разночтения относительно локализации подобных достижений. Некоторые публикации, ссылаясь на аналогичные исследования, упоминают успешные тесты в Нью-Йорке. Важно отметить, что эксперимент, описанный в данном материале, четко привязан к маршруту между Гейтерсбергом и Колледж-Парком. Различия в версиях могут быть связаны с параллельными проектами других исследовательских групп, работающих над адаптацией городской инфраструктуры для квантовой связи, однако именно результат NIST стал первым подтвержденным случаем передачи по надземным воздушным кабелям такой протяженности.
