Полое оптоволокно связало несовместимые квантовые технологии

Исследовательская группа разработала платформу на основе полого оптоволокна, позволяющую связывать квантовые устройства, прежде несовместимые из-за разных рабочих длин волн. Работа, опубликованная в августе 2026 года, устраняет одно из фундаментальных препятствий на пути к квантовым сетям — неспособность разнотипных систем «говорить» на одном фотонном языке.

Проблема квантовой несовместимости

Квантовые технологии развиваются параллельно в нескольких направлениях: ионные ловушки, нейтральные атомы, твердотельные кубиты (сверхпроводниковые, алмазные NV-центры, полупроводниковые квантовые точки). Каждый тип работает на своей характерной длине волны — от ультрафиолета до среднего инфракрасного диапазона.

Для построения масштабируемой квантовой сети необходимо передавать запутанные фотоны между узлами разных типов. Проблема в том, что преобразование длины волны фотона, как правило, разрушает его квантовое состояние — именно то, что нужно сохранить.

Как решает задачу полое оптоволокно

Полое оптоволокно отличается от обычного: световой импульс распространяется не в стекле, а в воздушном (или вакуумном) канале внутри структурированной стеклянной оболочки. Это принципиально меняет оптику.

Авторы заполнили полость волокна специально подобранным газом с нелинейными оптическими свойствами. При прохождении фотона через газ происходит процесс квантового преобразования частоты: фотон меняет длину волны, но сохраняет все квантовые корреляции — запутанность и суперпозицию.

Ключевые показатели платформы:

• Эффективность преобразования длины волны при сохранении квантового состояния — выше ранее достигнутых значений для аналогичных задач.
• Диапазон перестройки длины волны — перекрывает основные квантовые системы.
• Потери фотонов в процессе преобразования — существенно ниже, чем у кристаллических конвертеров за счёт большой длины взаимодействия в волокне.
• Совместимость со стандартной телекоммуникационной длиной волны 1550 нм — критично для интеграции с существующей оптоволоконной инфраструктурой.

Значение для квантового интернета

Квантовый интернет — сеть, в которой узлы соединены запутанными фотонами — требует решения именно этой задачи: надёжного преобразования между длинами волн, присущими разным квантовым «процессорам», и телекоммуникационным диапазоном, в котором фотоны могут пройти сотни километров по существующим волоконным линиям.

Разработанная платформа совместима с криогенными квантовыми процессорами: волокно не требует охлаждения и может располагаться при комнатной температуре между криостатами.

Следующий шаг — демонстрация передачи запутанности между двумя физически разнесёнными квантовыми узлами разного типа с использованием платформы в реальных условиях.

Ранее pronedra.ru писал о усилении связи света и звука в оптоволокне.