Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о реализации и работе квантовых сетей. Для математического описания квантовых каналов связи см. Квантовый канал .

Квантовые сети являются важным элементом квантовых вычислений и систем квантовой связи . Квантовые сети облегчают передачу информации в виде квантовых битов, также называемых кубитами , между физически разделенными квантовыми процессорами . Квантовый процессор - это небольшой квантовый компьютер, способный выполнять квантовые логические вентили на определенном количестве кубитов . Квантовые сети работают аналогично классическим сетям. Основное отличие состоит в том, что квантовые сети, как и квантовые вычисления , лучше решают определенные проблемы, например моделирование квантовых систем.

Основы [ править ]

Квантовые сети для вычислений [ править ]

Сетевые квантовые вычисления или распределенные квантовые вычисления [1] [2] работают, связывая несколько квантовых процессоров через квантовую сеть, отправляя кубиты между ними. Это создает кластер квантовых вычислений и, следовательно, создает больший вычислительный потенциал. Таким образом можно соединить менее мощные компьютеры, чтобы создать еще один мощный процессор. Это аналогично соединению нескольких классических компьютеров для формирования компьютерного кластера в классических вычислениях. Подобно классическим вычислениям, эту систему можно масштабировать, добавляя в сеть все больше и больше квантовых компьютеров. В настоящее время квантовые процессоры разделяют лишь небольшие расстояния.

Квантовые сети для коммуникации [ править ]

В сфере квантовой связи нужно отправлять кубиты от одного квантового процессора к другому на большие расстояния. [3] Таким образом, локальные квантовые сети могут быть подключены к квантовому Интернету . Квантовый Интернет [1] поддерживает множество приложений, которые черпают свою силу в том факте, что, создавая квантовые запутанные кубиты , информация может передаваться между удаленными квантовыми процессорами . Для большинства приложений квантового Интернета требуются только очень скромные квантовые процессоры . Для самого квантового интернетапротоколов, таких как квантовое распределение ключей в квантовой криптографии , достаточно, если эти процессоры способны готовить и измерять только один кубит за раз. Это контрастирует с квантовыми вычислениями, где интересные приложения могут быть реализованы только в том случае, если (комбинированные) квантовые процессоры могут легко моделировать больше кубитов, чем классический компьютер (около 60 [4] ). Для квантовых интернет- приложений требуются только небольшие квантовые процессоры , часто всего один кубит , потому что квантовая запутанностьуже может быть реализовано между двумя кубитами . Моделирование запутанной квантовой системы на классическом компьютере не может одновременно обеспечить такую ​​же безопасность и скорость.

Обзор элементов квантовой сети [ править ]

Базовая структура квантовой сети и в более общем плане квантового Интернета аналогична классической сети. Во-первых, у нас есть конечные узлы, на которых в конечном итоге запускаются приложения. Эти конечные узлы являются квантовыми процессорами по крайней мере одного кубита . Некоторые приложения квантового Интернета требуют квантовых процессоров из нескольких кубитов, а также квантовой памяти в конечных узлах.

Во-вторых, чтобы транспортировать кубиты от одного узла к другому, нам нужны линии связи. Для квантовой связи можно использовать стандартные телекоммуникационные волокна. Для сетевых квантовых вычислений, в которых квантовые процессоры связаны на коротких расстояниях, выбираются разные длины волн в зависимости от конкретной аппаратной платформы квантового процессора .

В-третьих, чтобы максимально использовать коммуникационную инфраструктуру, требуются оптические переключатели, способные доставлять кубиты на предполагаемый квантовый процессор . Эти переключатели должны сохранять квантовую когерентность , что делает их более сложными в реализации, чем стандартные оптические переключатели .

Наконец, требуется квантовый повторитель для транспортировки кубитов на большие расстояния. Повторители появляются между конечными узлами. [5] Поскольку кубиты невозможно скопировать, классическое усиление сигнала невозможно. По необходимости квантовый ретранслятор работает принципиально иначе, чем классический ретранслятор .

Элементы квантовой сети [ править ]

Конечные узлы: квантовые процессоры [ править ]

Конечные узлы могут как получать, так и передавать информацию. [5] Телекоммуникационные лазеры и параметрическое преобразование с понижением частоты в сочетании с фотодетекторами могут использоваться для квантового распределения ключей . В этом случае конечными узлами во многих случаях могут быть очень простые устройства, состоящие только из светоделителей и фотоприемников.

Однако для многих протоколов желательны более сложные конечные узлы. Эти системы обеспечивают расширенные возможности обработки, а также могут использоваться в качестве квантовых повторителей. Их главное преимущество состоит в том, что они могут хранить и повторно передавать квантовую информацию, не нарушая лежащее в основе квантовое состояние . Сохраняемое квантовое состояние может быть либо относительным спином электрона в магнитном поле, либо энергетическим состоянием электрона. [5] Они также могут выполнять квантовые логические вентили .

Одним из способов реализации таких конечных узлов является использование центров окраски в алмазе, таких как центр вакансий азота . Эта система представляет собой небольшой квантовый процессор с несколькими кубитами . NV-центры можно использовать при комнатной температуре. [5] В этой системе уже были продемонстрированы маломасштабные квантовые алгоритмы и квантовая коррекция ошибок [6] , а также способность связывать два удаленных [7] квантовых процессора и выполнять детерминированную квантовую телепортацию . [8]

Другая возможная платформа - квантовые процессоры на основе ионных ловушек , в которых используются радиочастотные магнитные поля и лазеры. [5] В многовидовой сети узлов с захваченными ионами фотоны, запутанные с родительским атомом, используются для запутывания различных узлов. [9] Кроме того, одним из возможных методов является квантовая электродинамика резонатора (Cavity QED). В Cavity QED фотонные квантовые состояния могут передаваться в квантовые состояния атомов и из них, хранящиеся в отдельных атомах, содержащихся в оптических полостях. Это позволяет передавать квантовые состояния между отдельными атомами с помощью оптического волокна в дополнение к созданию удаленной запутанности между удаленными атомами. [5] [10] [11]

Линии связи: физический уровень [ править ]

На больших расстояниях основным методом работы квантовых сетей является использование оптических сетей и кубитов на основе фотонов . Это связано с тем, что в оптических сетях снижается вероятность декогеренции . Оптические сети имеют преимущество в том, что они могут повторно использовать существующее оптическое волокно . В качестве альтернативы могут быть реализованы сети свободного пространства, которые передают квантовую информацию через атмосферу или через вакуум. [12]

Волоконно-оптические сети [ править ]

Оптические сети с использованием существующего телекоммуникационного волокна могут быть реализованы с использованием аппаратного обеспечения, аналогичного существующему телекоммуникационному оборудованию. Это волокно может быть одномодовым или многомодовым, причем многомодовое позволяет обеспечить более точную связь. [5] В отправителе может быть создан источник одиночных фотонов путем сильного ослабления стандартного телекоммуникационного лазера, так что среднее количество фотонов в импульсе будет меньше 1. Для приема можно использовать лавинный фотодетектор . Могут использоваться различные методы контроля фазы или поляризации, такие как интерферометры и светоделители . В случае запутыванияНа основе протоколов запутанные фотоны могут быть сгенерированы посредством спонтанного параметрического преобразования с понижением частоты . В обоих случаях телекоммуникационное волокно может быть мультиплексировано для отправки неквантовых сигналов синхронизации и управления.

Сети свободного космоса [ править ]

Квантовые сети в свободном пространстве работают аналогично волоконно-оптическим сетям, но полагаются на прямую видимость между взаимодействующими сторонами вместо использования волоконно-оптического соединения. Сети свободного пространства обычно могут поддерживать более высокие скорости передачи, чем оптоволоконные сети, и не должны учитывать поляризационное скремблирование, вызванное оптоволокном . [13] Однако на больших расстояниях связь в свободном пространстве подвержена повышенному риску воздействия фотонов на окружающую среду . [5]

Важно отметить, что также возможна свободная космическая связь со спутника на землю. Был продемонстрирован квантовый спутник, способный распределять запутанность на расстояние 1203 км [14] . Также сообщалось об экспериментальном обмене одиночными фотонами от глобальной навигационной спутниковой системы на наклонном расстоянии 20 000 км. [15] Эти спутники могут играть важную роль в соединении небольших наземных сетей на больших расстояниях.

Повторители [ править ]

Связи на большие расстояния препятствуют эффекты потери сигнала и декогеренции, присущие большинству транспортных сред, таких как оптическое волокно. В классической связи усилители могут использоваться для усиления сигнала во время передачи, но в квантовой сети усилители не могут использоваться, поскольку кубиты не могут быть скопированы - это известно как теорема о запрете клонирования . То есть, чтобы реализовать усилитель, необходимо определить полное состояние летающего кубита , что является нежелательным и невозможным.

Надежные ретрансляторы [ править ]

Промежуточным этапом, позволяющим тестировать инфраструктуру связи, являются доверенные повторители. Важно отметить, что доверенный ретранслятор нельзя использовать для передачи кубитов на большие расстояния. Вместо этого доверенный ретранслятор может использоваться только для выполнения квантового распределения ключей с дополнительным предположением, что ретранслятор является надежным. Рассмотрим два конечных узла A и B и доверенный повторитель R посередине. Теперь A и R выполняют квантовое распределение ключей для генерации ключа . Точно так же R и B запускают квантовое распределение ключей для генерации ключа . Теперь A и B могут получить ключ между собой следующим образом: A отправляет R, зашифрованный с помощью ключа . R расшифровывает, чтобы получить. Затем R повторно шифрует, используя ключ, и отправляет его B. B дешифрует для получения . А и Б теперь имеют общий ключ . Ключ защищен от постороннего перехвата, но очевидно, что ретранслятор R тоже знает . Это означает, что любой последующий обмен данными между A и B не обеспечивает сквозную безопасность, а является безопасным только до тех пор, пока A и B доверяют ретранслятору R.

Квантовые повторители [ править ]

Схема квантовой телепортации фотона

Настоящий квантовый повторитель позволяет непрерывно генерировать квантовую запутанность и, таким образом, - с помощью квантовой телепортации - осуществлять сквозную передачу кубитов . В протоколах квантового распределения ключей можно проверить такую ​​запутанность. Это означает, что при создании ключей шифрования отправитель и получатель находятся в безопасности, даже если они не доверяют квантовому повторителю. Любое другое приложение квантового Интернета также требует сквозной передачи кубитов и, следовательно, квантового повторителя.

Квантовые повторители допускают запутывание и могут быть установлены на удаленных узлах без физической отправки запутанного кубита на все расстояние. [16]

В этом случае квантовая сеть состоит из множества коротких линий связи, возможно, в десятки или сотни километров. В простейшем случае одного повторителя, две пары перепутанных кубитов установлены: и расположены на стороне отправителя и ретранслятор, и вторую пару и расположены на повторителе и приемнике. Эти начальные запутанные кубиты можно легко создать, например, с помощью параметрического преобразования с понижением частоты , при этом один кубит физически передается в соседний узел. На этом этапе ретранслятор может выполнить измерение колокольчика на кубитах и, таким образом, телепортировать квантовое состояние на . Это дает эффект "перестановки" запутывания, так что и теперь запутываются на расстоянии вдвое больше, чем у исходных запутанных пар. Можно видеть, что сеть таких повторителей может использоваться линейно или иерархически для установления запутанности на больших расстояниях. [17]

Аппаратные платформы, подходящие в качестве конечных узлов выше, также могут функционировать как квантовые повторители. Однако существуют также аппаратные платформы, предназначенные только [18] для работы в качестве повторителя, без возможности выполнения квантовых вентилей.

Исправление ошибок [ править ]

Основная статья: Квантовая коррекция ошибок

В квантовых повторителях можно использовать коррекцию ошибок. Однако из-за технологических ограничений применимость ограничена очень короткими расстояниями, поскольку схемы квантовой коррекции ошибок, способные защищать кубиты на больших расстояниях, потребуют чрезвычайно большого количества кубитов и, следовательно, чрезвычайно больших квантовых компьютеров.

Ошибки связи можно в общих чертах разделить на два типа: ошибки потери (из-за оптического волокна / окружающей среды) и ошибки работы (такие как деполяризация , дефазировка и т. Д.). Хотя избыточность может использоваться для обнаружения и исправления классических ошибок, избыточные кубиты не могут быть созданы из-за теоремы о запрете клонирования. В результате должны быть введены другие типы исправления ошибок, такие как код Шора или один из ряда более общих и эффективных кодов. Все эти коды работают, распределяя квантовую информацию по множеству запутанных кубитов, так что ошибки операций, а также ошибки потерь могут быть исправлены. [19]

Помимо квантовой коррекции ошибок, классическая коррекция ошибок может использоваться квантовыми сетями в особых случаях, таких как квантовое распределение ключей. В этих случаях целью квантовой связи является безопасная передача строки классических битов. Традиционные коды исправления ошибок, такие как коды Хэмминга, могут применяться к битовой строке перед кодированием и передачей в квантовой сети.

Очищение запутывания [ править ]

Основная статья: Дистилляция сцепления

Квантовая декогеренция может происходить, когда один кубит из максимально запутанного состояния колокола передается по квантовой сети. Очистка запутанности позволяет создавать почти максимально запутанные кубиты из большого количества произвольных слабо перепутанных кубитов и, таким образом, обеспечивает дополнительную защиту от ошибок. Очистка зацепления (также известная как дистилляция зацепления ) уже была продемонстрирована в центрах вакансий азота в алмазе. [20]

Приложения [ править ]

Квантовый Интернет поддерживает множество приложений, благодаря квантовой запутанности . В общем, квантовая запутанность хорошо подходит для задач, требующих координации, синхронизации или конфиденциальности.

Примеры таких приложений включают квантовое распределение ключей , [21] [22] стабилизацию часов, [23] протоколы для проблем распределенных систем, таких как выборы лидера или византийское соглашение , [5] расширение базовых возможностей телескопов , [24] [25] как а также проверка положения, безопасная идентификация и двухстороннее шифрование в модели с шумным хранилищем . Квантовый Интернет также обеспечивает безопасный доступ к квантовому компьютеру [26]в облаке. В частности, квантовый Интернет позволяет очень простым квантовым устройствам подключаться к удаленному квантовому компьютеру таким образом, что вычисления могут выполняться там без того, чтобы квантовый компьютер узнал, что это за вычисление на самом деле (входные и выходные квантовые состояния не могут быть измерены без уничтожение вычисления, но будет известен состав схемы, использованной для вычисления).

Безопасная связь [ править ]

Когда дело доходит до общения в любой форме, самой большой проблемой всегда было сохранение конфиденциальности этих сообщений. [27] Квантовые сети позволили бы создавать, хранить и передавать информацию, потенциально достигая «уровня конфиденциальности, безопасности и вычислительной мощности, которого невозможно достичь с помощью современного Интернета». [28]

Применяя квантовый оператор, который пользователь выбирает к системе информации, информация затем может быть отправлена ​​получателю без шанса того, что перехватчик сможет точно записать отправленную информацию без ведома отправителя или получателя. В отличие от классической информации, которая передается в битах и ​​имеет значение 0 или 1, квантовая информация, используемая в квантовых сетях, использует квантовые биты (кубиты), которые могут иметь одновременно значения 0 и 1, находясь в состоянии суперпозиции. . [28] [29]Это работает, потому что, если слушатель пытается прислушаться, он непреднамеренно изменяет информацию, слушая, тем самым протягивая руку людям, на которых они нападают. Во-вторых, без надлежащего квантового оператора для декодирования информации они испортят отправленную информацию, не имея возможности использовать ее сами. Кроме того, кубиты могут быть закодированы в различных материалах, в том числе в поляризации фотонов или спиновых состояниях с электронами . [28]

Текущий статус [ править ]

Дополнительная информация: Хронология квантовых вычислений и коммуникации

Квантовый Интернет [ править ]

В настоящее время нет сети, соединяющей квантовые процессоры или квантовые повторители, развернутые за пределами лаборатории.

Одним из примеров прототипа квантовой сети связи является квантовая сеть городского масштаба с восемью пользователями, описанная в статье, опубликованной в сентябре 2020 года. Сеть, расположенная в Бристоле, использовала уже развернутую оптоволоконную инфраструктуру и работала без активной коммутации или доверенных узлов. [30] [31]

Экспериментальные квантовые модемы [ править ]

Исследовательская группа из Института квантовой оптики Макса Планка в Гархинге, Германия, добивается успеха в передаче квантовых данных от летающих и стабильных кубитов с помощью согласования инфракрасного спектра. Для этого требуется сложный, переохлажденный кристалл силиката иттрия, который помещает эрбий в зеркальную среду, чтобы достичь резонансного согласования длин волн инфракрасного излучения в волоконно-оптических сетях. Команда успешно продемонстрировала, что устройство работает без потери данных. [32]

Квантовые сети распределения ключей [ править ]

Было развернуто несколько тестовых сетей, адаптированных к задаче квантового распределения ключей либо на небольших расстояниях (но соединяющих множество пользователей), либо на больших расстояниях, полагаясь на доверенные повторители. Эти сети еще не допускают сквозную передачу кубитов или непрерывную перепутанность между удаленными узлами.

Реализованы крупные проекты квантовых сетей и протоколы QKD
Квантовая сетьНачинатьBB84BBM92E91ДПСКОРОВА
Квантовая сеть DARPA2001 г.даНетНетНетНет
Сеть SECOCQ QKD в Вене2003 г.дадаНетНетда
Токийская сеть QKD2009 г.дадаНетдаНет
Иерархическая сеть в Уху, Китай2009 г.даНетНетНетНет
Женевская сеть (SwissQuantum)2010 г.даНетНетНетда
Квантовая сеть DARPA
Начиная с начала 2000-х годов, DARPA начало спонсировать проект по развитию квантовой сети с целью внедрения безопасной связи. DARPA Quantum Network начал функционировать в BBN Technologies лаборатории в конце 2003 года и была дополнительно расширена в 2004 году , включают в себя узлы в Гарварде и Бостонском университетах. Сеть состоит из нескольких физических уровней, включая волоконную оптику, поддерживающую фазомодулированные лазеры и запутанные фотоны, а также каналы в свободном пространстве. [33] [34]
Сеть SECOQC Vienna QKD
С 2003 по 2008 год в рамках проекта «Безопасная связь на основе квантовой криптографии» (SECOQC) была создана сеть сотрудничества между рядом европейских организаций. Архитектура, выбранная для проекта SECOQC, представляет собой архитектуру доверенного ретранслятора, которая состоит из квантовых каналов точка-точка между устройствами, где связь на большие расстояния осуществляется с помощью ретрансляторов. [35]
Китайская иерархическая сеть
В мае 2009 года иерархическая квантовая сеть была продемонстрирована в Уху, Китай. Иерархическая сеть состоит из магистральной сети из четырех узлов, соединяющих несколько подсетей. Магистральные узлы подключаются через квантовый маршрутизатор с оптической коммутацией. Узлы в каждой подсети также подключены через оптический коммутатор и подключены к магистральной сети через доверенный ретранслятор. [36]
Женевская сеть (SwissQuantum)
Сеть SwissQuantum, разработанная и испытанная в период с 2009 по 2011 год, связала объекты в ЦЕРНе с Женевским университетом и hepia в Женеве. Программа SwissQuantum сосредоточена на переносе технологий, разработанных в SECOQC и других исследовательских квантовых сетях, в производственную среду. В частности, интеграция с существующими телекоммуникационными сетями, а также ее надежность и надежность. [37]
Токийская сеть QKD
В 2010 году ряд организаций из Японии и Европейского Союза установили и протестировали сеть Tokyo QKD. Токийская сеть построена на существующих технологиях QKD и принята сетевая архитектура, подобная SECOQC. Впервые шифрование с однократной блокировкой было реализовано на достаточно высоких скоростях передачи данных для поддержки популярных приложений конечных пользователей, таких как защищенная голосовая и видеоконференцсвязь. Предыдущие крупномасштабные сети QKD обычно использовали классические алгоритмы шифрования, такие как AES, для высокоскоростной передачи данных и использовали квантовые ключи для данных с низкой скоростью или для регулярной смены ключей классических алгоритмов шифрования. [38]
Магистральная линия Пекин-Шанхай
В сентябре 2017 года была официально открыта сеть распределения квантовых ключей протяженностью 2000 км между Пекином и Шанхаем, Китай. Эта магистральная линия будет служить магистралью, соединяющей квантовые сети в Пекине, Шанхае, Цзинане в провинции Шаньдун и Хэфэе в провинции Аньхой. Во время церемонии открытия два сотрудника Банка коммуникаций совершили транзакцию из Шанхая в Пекин, используя сеть. Государственная электросетевая корпорация Китая также разрабатывает приложение для управляющего звена. [39] Линия использует 32 доверенных узла в качестве повторителей. [40]Квантовая телекоммуникационная сеть также введена в эксплуатацию в Ухане, столице провинции Хубэй в центральном Китае, которая будет подключена к магистрали. Планируется, что и другие аналогичные городские квантовые сети вдоль реки Янцзы. [41]
IQNET
IQNET (Интеллектуальные квантовые сети и технологии) была основана в 2017 году компаниями Caltech и AT&T . Вместе они сотрудничают с Национальной ускорительной лабораторией Ферми и Лабораторией реактивного движения . [42] В декабре 2020 года IQNET опубликовал в PRX Quantum работу, в которой сообщалось об успешной телепортации кубитов с временным интервалом через 44 км волокна . [43] Впервые опубликованная работа включает теоретическое моделирование экспериментальныхнастраивать. Двумя испытательными стендами для выполненных измерений были Квантовая сеть Калифорнийского технологического института и Квантовая сеть Фермилаб. Это исследование представляет собой важный шаг в создании квантового Интернета будущего, который произведет революцию в областях безопасной связи , хранения данных, точного зондирования и вычислений. [44]

См. Также [ править ]

  • Квантовая механика
  • Квантовый компьютер
  • Квантовый автобус

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б Кимбл, HJ (2008-06-19). «Квантовый интернет». Природа . 453 (7198): 1023–1030. arXiv : 0806.4195 . Bibcode : 2008Natur.453.1023K . DOI : 10,1038 / природа07127 . ISSN  0028-0836 . PMID  18563153 . S2CID  4404773 .
  2. ^ Калеффи, Марчелло; Каччапуоти, Анджела Сара; Бьянки, Джузеппе (5 сентября 2018 г.). Квантовый Интернет: от коммуникации к распределенным вычислениям! . NANOCOM '18 Труды 5-й Международной конференции ACM по наноразмерным вычислениям и коммуникациям. Рейкьявик, Исландия: ACM. arXiv : 1805.04360 . DOI : 10.1145 / 3233188.3233224 .
  3. ^ «Квантовый Интернет поразит ваш разум. Вот как он будет выглядеть» . Откройте для себя журнал . Проверено 9 октября 2020 .
  4. ^ Педно, Эдвин; Gunnels, John A .; Нанничини, Джакомо; Хореш, Лиор; Магерлейн, Томас; Соломоник, Эдгар; Виснифф, Роберт (2017-10-16). «Преодоление 49-кубитного барьера при моделировании квантовых схем». arXiv : 1710.05867 [ квант-ф ].
  5. ^ Б с д е е г ч я Ван метр, Родни (2014). Квантовая сеть . Хобокен: Вайли. С. 127–196. ISBN 9781118648926. OCLC  879947342 .
  6. ^ Cramer, J .; Kalb, N .; Рол, Массачусетс; Hensen, B .; Блок М.С. Markham, M .; Твитчен, диджей; Hanson, R .; Таминиау, TH (2016-05-05). «Повторная квантовая коррекция ошибок на непрерывно кодируемом кубите с помощью обратной связи в реальном времени» . Nature Communications . 7 : ncomms11526. arXiv : 1508.01388 . Bibcode : 2016NatCo ... 711526C . DOI : 10.1038 / ncomms11526 . PMC 4858808 . PMID 27146630 .  
  7. ^ Hensen, B .; Bernien, H .; Dréau, AE; Райзерер, А .; Kalb, N .; Блок М.С. Ruitenberg, J .; Vermeulen, RFL; Schouten, RN (2015-10-29). «Нарушение неравенства Белла без петель с использованием электронных спинов, разделенных расстоянием 1,3 км». Природа . 526 (7575): 682–686. arXiv : 1508.05949 . Bibcode : 2015Natur.526..682H . DOI : 10.1038 / nature15759 . ISSN 0028-0836 . PMID 26503041 . S2CID 205246446 .   
  8. ^ Пфафф, Вольфганг; Hensen, Bas; Берниен, Ханнес; ван Дам, Сюзанна Б.; Blok, Machiel S .; Taminiau, Tim H .; Tiggelman, Marijn J .; Schouten, Raymond N .; Маркхэм, Мэтью (2014-08-01). «Безусловная квантовая телепортация между далекими твердотельными кубитами». Наука . 345 (6196): 532–535. arXiv : 1404,4369 . Bibcode : 2014Sci ... 345..532P . DOI : 10.1126 / science.1253512 . ISSN 0036-8075 . PMID 25082696 . S2CID 2190249 .   
  9. ^ Инлек, IV; Crocker, C .; Lichtman, M .; Соснова, К .; Монро, К. (23.06.2017). "Многовидовой узел захваченных ионов для квантовых сетей". Письма с физическим обзором . 118 (25): 250502. arXiv : 1702.01062 . Bibcode : 2017PhRvL.118y0502I . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.118.250502 . PMID 28696766 . S2CID 44046802 .  
  10. ^ Пеллиццари, Т; Гардинер, С.А.; Cirac, JI; Золлер, Р (1995), "Декогеренция, непрерывное наблюдение и квантовые вычисления: Полость КЭД модель", Physical Review Letters , 75 (21): 3788-3791, Bibcode : 1995PhRvL..75.3788P , DOI : 10,1103 / physrevlett. 75.3788 , PMID 10059732 
  11. ^ Риттер, Стефан; Неллеке, Кристиан; Хан, Кэролин; Райзерер, Андреас; Нойцнер, Андреас; Упхофф, Мануэль; Müicke, Мартин; Фигероа, Эдем; Бохманн, Йорг; Ремпе, Герхард (2012), «Элементарная квантовая сеть из отдельных атомов в оптических резонаторах», Nature , 484 (7393): 195–200, arXiv : 1202.5955 , Bibcode : 2012Natur.484..195R , doi : 10.1038 / nature11023 , PMID 22498625 , S2CID 205228562  
  12. ^ Гиссон, Николас; Риборди, Грегуар; Титтель, Вольфганг; Збинден, Хьюго (2002), «Квантовая криптография», Обзоры современной физики , 74 (1): 145, arXiv : Quant-ph / 0101098 , Bibcode : 2002RvMP ... 74..145G , doi : 10.1103 / revmodphys.74.145 , S2CID 6979295 
  13. ^ Хьюз, Ричард Дж; Нордхольт, Джейн Э ; Деркач, Дерек; Петерсон, Чарльз Дж. (2002), «Практическое распределение квантовых ключей в свободном пространстве на 10 км днем ​​и ночью», New Journal of Physics , 4 (1): 43, arXiv : Quant-ph / 0206092 , Bibcode : 2002NJPh. ... 4 ... 43H , DOI : 10,1088 / 1367-2630 / 4/1/ 343 , S2CID 119468993 
  14. ^ Инь, Хуан; Цао, юань; Ли, Ю-Хуай; Ляо, Шэн-Кай; Чжан, Лян; Рен, Джи-Ган; Цай, Вэнь-Ци; Лю, Вэй-Юэ; Ли, Бо (2017-07-05). «Распределение спутниковой связи на более чем 1200 километров». Наука . 356 (2017): 1140–1144. arXiv : 1707.01339 . Bibcode : 2017arXiv170701339Y . DOI : 10.1126 / science.aan3211 . PMID 28619937 . S2CID 5206894 .  
  15. ^ Кальдераро, Лука; Аньези, Костантино; Декваль, Даниэле; Ведовато, Франческо; Скьявон, Маттео; Сантамато, Альберто; Лучери, Винченца; Бьянко, Джузеппе; Валлоне, Джузеппе; Виллорези, Паоло (2019). «На пути к квантовой связи от глобальной навигационной спутниковой системы». Квантовая наука и технологии . 4 (1): 015012. arXiv : 1804.05022 . Bibcode : 2019QS&T .... 4a5012C . DOI : 10.1088 / 2058-9565 / aaefd4 . S2CID 55395441 . 
  16. ^ Bouwmeester, Dik; Пан, Цзянь-Вэй; Мэттл, Клаус; Эйбл, Манфред; Вайнфуртер, Харальд; Цайлингер, Антон (1997), «Экспериментальная квантовая телепортация», Nature , 390 (6660): 575–579, arXiv : 1901.11004 , Bibcode : 1997Natur.390..575B , doi : 10.1038 / 37539 , S2CID 4422887 
  17. ^ Сангуард, Николас; Саймон, Кристоф; Де Ридматтен, Хьюг; Гисин, Николас (2011), «Квантовые повторители на основе атомных ансамблей и линейной оптики», Обзоры современной физики , 83 (1): 33–80, arXiv : 0906.2699 , Bibcode : 2011RvMP ... 83 ... 33S , doi : 10.1103 / revmodphys.83.33 , S2CID 118407183 
  18. ↑ Нанн, Джошуа (24 мая 2017 г.). «Точка зрения: прочная опора для квантового повторителя» . Физика . 10 : 55. Bibcode : 2017PhyOJ..10 ... 55N . DOI : 10.1103 / Physics.10.55 .
  19. ^ Муралидхаран, Срераман; Ли, Линшу; Ким, Чжунсанг; Люткенхаус, Норберт; Лукин Михаил; Цзян, Лян (2016), «Оптимальные архитектуры для квантовой связи на больших расстояниях», Scientific Reports , Nature, 6 : 20463, Bibcode : 2016NatSR ... 620463M , doi : 10.1038 / srep20463 , PMC 4753438 , PMID 26876670  
  20. ^ Kalb, Норберт; Райзерер, Андреас А .; Хамфрис, Питер С.; Бакерманс, Джейкоб Дж. В.; Kamerling, Sten J .; Никерсон, Наоми Х .; Бенджамин, Саймон С .; Twitchen, Daniel J .; Маркхэм, Мэтью (2017-06-02). «Перегонка сцепления между узлами твердотельной квантовой сети». Наука . 356 (6341): 928–932. arXiv : 1703.03244 . Bibcode : 2017Sci ... 356..928K . DOI : 10.1126 / science.aan0070 . ISSN 0036-8075 . PMID 28572386 . S2CID 206658460 .   
  21. ↑ Сасаки, Масахиде (2017). «Квантовые сети: куда мы должны двигаться?» . Квантовая наука и технологии . 2 (2): 020501. Bibcode : 2017QS&T .... 2b0501S . DOI : 10.1088 / 2058-9565 / aa6994 . ISSN 2058-9565 . 
  22. ^ Таджима, А; Кондо, Т; Fujiwara, M; Ёшино, К; Иидзука, H; Сакамото, Т; Томита, А; Шимамура, Э; Асами, S; Сасаки, М. (2017). «Квантовая сеть распределения ключей для множества приложений». Квантовая наука и технологии . 2 (3): 034003. Bibcode : 2017QS&T .... 2c4003T . DOI : 10.1088 / 2058-9565 / aa7154 . ISSN 2058-9565 . 
  23. ^ Kómár, P .; Кесслер, EM; Бишоф, М .; Jiang, L .; Соренсен, А.С.; Ye, J .; Лукин, д.м.н. (15.06.2014). «Квантовая сеть часов». Физика природы . 10 (8): 582–587. arXiv : 1310.6045 . Bibcode : 2014NatPh..10..582K . DOI : 10.1038 / nphys3000 . ISSN 1745-2481 . S2CID 16355907 .  
  24. ^ Готтесман, Даниэль; Jennewein, Томас; Крок, Сара (2012-08-16). «Телескопы с более длинной базой, использующие квантовые ретрансляторы». Письма с физическим обзором . 109 (7): 070503. arXiv : 1107.2939 . Bibcode : 2012PhRvL.109g0503G . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.109.070503 . ISSN 0031-9007 . PMID 23006349 . S2CID 20073853 .   
  25. ^ Квантовые массивы телескопов
  26. ^ Бродбент, Энн; Фитцсимонс, Джозеф; Кашефи, Эльхам (2009–2010). «Универсальные слепые квантовые вычисления» . 2009 50-й ежегодный симпозиум IEEE по основам компьютерных наук : 517–526. arXiv : 0807.4154 . DOI : 10.1109 / FOCS.2009.36 . ISBN 978-1-4244-5116-6. S2CID  650251 .
  27. ^ Масторакис, Никос Э. Сети и квантовые вычисления . Издательство Nova Science, 2012.
  28. ^ a b c Анантасвами, Анил. «Квантовый Интернет появляется, эксперимент за одним» . Scientific American . Проверено 12 октября 2020 .
  29. ^ Leprince-Ringuet, Дафна. «Что такое квантовый Интернет? Все, что вам нужно знать о странном будущем квантовых сетей» . ZDNet . Проверено 12 октября 2020 .
  30. ^ «Многопользовательская коммуникационная сеть прокладывает путь к квантовому Интернету» . Мир физики . 8 сентября 2020 . Проверено 8 октября 2020 .
  31. ^ Joshi, Siddarth Koduru; Актас, Джейлан; Венгеровски, Серен; Лончарич, Мартин; Нойман, Себастьян Филипп; Лю, Бо; Шейдл, Томас; Лоренцо, Гильермо Куррас; Самец, Желько; Клинг, Лоран; Цю, Алекс; Разави, Мохсен; Стипчевич, Марио; Рарити, Джон Дж .; Урсин, Руперт (1 сентября 2020 г.). «Доверенная городская квантовая сеть связи без узлов с восемью пользователями» . Успехи науки . 6 (36): eaba0959. DOI : 10.1126 / sciadv.aba0959 . ISSN 2375-2548 . PMC 7467697 . PMID 32917585 . Проверено 8 октября 2020 .    Текст и изображения доступны по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
  32. ↑ Джарра, Катарина (5 ноября 2020 г.). «Физики разрабатывают эффективный модем для квантового Интернета будущего» . Phys.org . Проверено 5 ноября 2020 года .
  33. ^ Эллиот, Чип (2002), «Построение квантовой сети», New Journal of Physics , 4 (1): 46, Bibcode : 2002NJPh .... 4 ... 46E , doi : 10.1088 / 1367-2630 / 4 / 1/346
  34. ^ Эллиотт, Чип; Колвин, Александр; Пирсон, Дэвид; Пикало, Алексей; Шлафер, Джон; Йе, Генри (2005), «Текущее состояние квантовой сети DARPA», Защита и безопасность , Международное общество оптики и фотоники: 138–149
  35. ^ Пеев, Момчил; Пачер, Кристоф; Аллеом, Ромен; Баррейро, Клаудио; Бауда, Ян; Бокслейтнер, Вт; Дебюишерт, Тьерри; Диаманти, Элени; Дианати, М; Дайнс, Дж. Ф. (2009), «Сеть распределения квантовых ключей SECOQC в Вене», New Journal of Physics , IOP Publishing, 11 (7): 075001, Bibcode : 2009NJPh ... 11g5001P , doi : 10.1088 / 1367-2630 / 11 / 7/075001
  36. ^ Сюй, FangXing; Чен, Вэй; Ван, Шуанг; Инь, Чжэньцян; Чжан, Ян; Лю, Юнь; Чжоу, Чжэн; Чжао, Ибо; Ли, Хунвэй; Лю, Донг (2009), "Полевой эксперимент над устойчивой иерархической городской квантовой криптографической сетью", Китайский научный бюллетень , Springer, 54 (17): 2991–2997, arXiv : 0906.3576 , Bibcode : 2009ChSBu..54.2991X , doi : 10.1007 / s11434-009-0526-3 , S2CID 118300112 
  37. ^ Штуки, Дэмиен; Легре, Матье; Buntschu, F; Clausen, B; Фельбер, Надин; Гисен, Николас; Henzen, L; Жюно, Паскаль; Litzistorf, G; Монбарон, Патрик (2011). «Долгосрочная эффективность сети распределения квантовых ключей SwissQuantum в полевых условиях». Новый журнал физики . IOP Publishing. 13 (12): 123001. arXiv : 1203.4940 . Bibcode : 2011NJPh ... 13l3001S . DOI : 10.1088 / 1367-2630 / 13/12/123001 . S2CID 54502793 . 
  38. ^ Сасаки, М; Fujiwara, M; Ishizuka, H; Клаус, Вт; Вакуи, К; Такеока, М; Мики, S; Ямасита, Т; Ван, З; Танака, A (2011), «Полевые испытания квантового распределения ключей в сети QKD в Токио», Optics Express , Оптическое общество Америки, 19 (11): 10387–10409, arXiv : 1103.3566 , Bibcode : 2011OExpr..1910387S , doi : 10.1364 / oe.19.010387 , PMID 21643295 , S2CID 593516  
  39. ^ Чжан, Чжихао (2017-09-30). «Квантовая связь Пекин-Шанхай -« новая эра » » . China Daily.
  40. ^ Courtland, Rachel (26 октября 2016). "Квантовое соединение Китая протяженностью 2000 км почти завершено" . IEEE Spectrum: Новости технологий, техники и науки.
  41. ^ «Квантовые сети связи введены в эксплуатацию в центральном Китае» . Синьхуа. 2017-10-31.
  42. ^ «INQNET - пресс-релиз» . inqnet.caltech.edu . Проверено 26 декабря 2020 .
  43. ^ Валиварти, Раджу; Дэвис, Саманта I .; Пенья, Кристиан; Се, Си; Лаук, Николай; Нарваэс, Лаутаро; Allmaras, Jason P .; Бейер, Эндрю Д .; Гим, Евон; Хусейн, Мерадж; Искандер, Джордж (2020-12-04). «Системы телепортации к квантовому Интернету» . PRX Quantum . 1 (2): 020317. DOI : 10,1103 / PRXQuantum.1.020317 .
  44. ^ «Квантовый Интернет, протестированный в Калифорнийском технологическом институте и Фермилабе» . Калифорнийский технологический институт . Проверено 26 декабря 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

  • https://web.archive.org/web/20090716121402/http://itvibe.com/news/2583/
  • http://www.vnunet.com/vnunet/news/2125164/first-quantum-computr-network-goes-online [ постоянная мертвая ссылка ]
  • Эллиотт, Чип (2004). «Квантовая сеть DARPA». arXiv : квант-ph / 0412029 .
  • http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse571-07/ftp/quantum/
  • https://web.archive.org/web/20141229113448/http://www.ipod.org.uk/reality/reality_quantum_entanglement.asp