Перегляд вихідного коду сторінки Квантова мережа

'''Квантова мережа'''&nbsp;— мережа зв'язку, де передача інформації здійснюється у вигляді [[кубіт]]ів між фізично розділеними квантовими процесорами. Квантові мережі є важливим елементом [[Квантовий комп'ютер|квантових обчислень]] та систем квантового зв'язку. Квантовий процесор&nbsp;— це невеликий квантовий комп'ютер, здатний виконувати [[Квантовий вентиль|квантові логічні операції]] над певною кількістю кубітів. Квантові мережі працюють подібно до класичних мереж. Головна відмінність полягає в тому, що квантові мережі, як і квантові обчислення, краще вирішують певні проблеми, такі як моделювання квантових систем.

== Основи ==

=== Квантові мережі для обчислень ===
Мережеві квантові обчислення або розподілені квантові обчислення<ref name=":1" /><ref>{{cite conference| title = Quantum internet: from communication to distributed computing!| first1 = Marcello| last1 = Caleffi| first2 = Angela Sara| last2 = Cacciapuoti| first3 = Giuseppe| last3 = Bianchi|date = 5 вересня 2018|conference = NANOCOM '18 Proceedings of the 5th ACM International Conference on Nanoscale Computing and Communication|publisher = ACM|location = Reykjavik, Iceland|doi = 10.1145/3233188.3233224| arxiv = 1805.04360}}</ref> працюють шляхом з'єднання кількох квантових процесорів у квантову мережу з пересиланням кубітів між ними. Це створює кластер квантових обчислень і, отже, створює більший обчислювальний потенціал. Таким чином можна зв'язати менш потужні комп'ютери, щоб створити один більш потужний процесор. Це аналогічно підключенню кількох класичних комп'ютерів для формування [[Комп'ютерний кластер|комп'ютерного кластера]] в класичних обчисленнях. Як і класичні обчислення, ця система є масштабованою шляхом додавання більшої і більшої кількості квантових комп'ютерів до мережі. У даний час{{коли}} квантові процесори рознесені лише на невеликі відстані.

=== Квантові мережі для зв'язку ===
У царині квантового зв'язку потрібно передати кубіти від одного квантового процесора до іншого на великі відстані.<ref>{{Cite web|title=The Quantum Internet Will Blow Your Mind. Here's What It Will Look Like|url=https://www.discovermagazine.com/technology/the-quantum-internet-will-blow-your-mind-heres-what-it-will-look-like|access-date=2020-10-09|website=Discover Magazine|language=en|archive-date=24 Грудня 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20201224142028/https://www.discovermagazine.com/technology/the-quantum-internet-will-blow-your-mind-heres-what-it-will-look-like}}</ref> Таким чином локальні квантові мережі можуть бути з'єднані в квантовий [[Інтернет]]. Квантовий Інтернет<ref name=":1">{{Cite journal|last=Kimble|first=H. J.|date=2008-06-19|title=The quantum internet|journal=Nature|language=en|volume=453|issue=7198|pages=1023–1030|arxiv=0806.4195|bibcode=2008Natur.453.1023K|doi=10.1038/nature07127|issn=0028-0836|pmid=18563153|s2cid=4404773}}</ref> підтримує багато застосувань, які отримують свої можливості від того, що, створюють [[Сплутані квантові стани|квантово заплутані]] кубіти, інформація може передаватися між віддаленими квантовими процесорами. Більшість програм квантового Інтернету вимагають лише дуже скромних квантових процесорів. Для більшості квантових Інтернет-протоколів, таких як [[квантове розповсюдження ключа]] в [[Квантова криптографія|квантовій криптографії]], достатньо того що ці процесори здатні підготувати та виміряти лише один кубіт. У цьому відмінність від квантових обчислень, де цікаві програми можуть бути реалізовані лише тоді, коли квантові процесори можуть легко імітувати більше кубітів, ніж класичний комп'ютер (близько 60<ref>{{cite arxiv|last1=Pednault|last6=Solomonik|eprint=1710.05867|title=Breaking the 49-Qubit Barrier in the Simulation of Quantum Circuits|date=2017-10-16|first7=Robert|last7=Wisnieff|first6=Edgar|first5=Thomas|first1=Edwin|last5=Magerlein|first4=Lior|last4=Horesh|first3=Giacomo|last3=Nannicini|first2=John A.|last2=Gunnels|class=quant-ph}}</ref>). Застосування у квантовому Інтернеті вимагають лише невеликих квантових процесорів, часто лише одного кубіта, оскільки квантове заплутування вже може бути реалізовано між двома кубітами. Моделювання системи з квантовою заплутаністю на класичному комп'ютері не може одночасно забезпечити і безпеку, і швидкість.

=== Огляд елементів квантової мережі ===
Основна структура квантової мережі та взагалі квантового Інтернет є аналогом класичної мережі. По-перше, існують кінцеві вузли, на яких працюють програми. Ці кінцеві вузли є квантовими процесорами принаймні з одним кубітом. Деякі програми квантового Інтернету вимагають квантових процесорів кількох кубітів, а також [[Квантова пам'ять|квантової пам'яті]] в кінцевих вузлах.

По-друге, для транспортування кубітів від одного вузла до іншого потрібні лінії зв'язку. Для цілей квантового зв'язку можуть використовуватися стандартні телекомунікаційні волокна. Для мережевих квантових обчислень, в яких квантові процесори пов'язані на невеликій відстані, вибираються різні довжини хвиль залежно від точної апаратної платформи квантового процесора.

По-третє, для максимального використання комунікаційної інфраструктури потрібні {{Не перекладено|Оптичний комутатор|оптичні комутатори|en|Optical switch}}, здатні доставити кубіти до визначеного квантового процесора. Ці комутатори повинні зберігати квантову [[когерентність]], що робить їх складнішими для реалізації, ніж стандартні оптичні комутатори.

Нарешті, для перенесення кубітів на великі відстані потрібен квантовий повторювач. Повторювачі встановлюються між кінцевими вузлами.<ref name=":0" /> Оскільки кубіти неможливо скопіювати, класичне посилення сигналу неможливе. Тому квантовий повторювач працює принципово інакше, ніж класичний повторювач.

== Елементи квантової мережі ==

=== Кінцеві вузли: квантові процесори ===
Кінцеві вузли можуть як приймати, так і передавати інформацію.<ref name=":0">{{Cite book
|title=Quantum Networking |last=Van Meter
|first=Rodney
|date=2014
|publisher=Wiley
|location=Hoboken
|pages=127–196
|isbn=9781118648926
|oclc=879947342
}}</ref>

Телекомунікаційні лазери та [[Спонтанне параметричне розсіяння|параметричне перетворення]] у поєднанні з фотодетекторами можуть бути використані для [[Квантове розповсюдження ключа|квантового розповсюдження ключа]]. У цьому випадку кінцеві вузли у багатьох випадках можуть бути дуже простими пристроями, що складаються лише з [[Дільник променя|дільника променя]] і фотодетекторів.

Однак для багатьох протоколів бажані більш досконалі кінцеві вузли. Ці системи забезпечують розширені можливості обробки, а також можуть використовуватися як квантові повторювачі. Їх головна перевага полягає в тому, що вони можуть зберігати та повторно передавати квантову інформацію, не порушуючи базовий [[квантовий стан]]. Квантовий стан може зберігатися або відносним [[спін]]ом електрона в магнітному полі, або енергетичним станом електрона.<ref name=":0" /> Вони також можуть реалізовувати квантові логічні вентилі.

Одним із способів реалізації таких кінцевих вузлів є використання [[Азотно-заміщена вакансія|азотно-заміщених вакансій]] у [[алмаз]]і. Ця система утворює невеликий квантовий процесор з кількома кубітами. Азотно-заміщені вакансії можна використовувати при кімнатній температурі.<ref name=":0" /> Маломасштабні [[Квантовий алгоритм|квантові алгоритм]]и та {{Не перекладено|Квантова корекція помилок|квантова корекція помилок|en|Quantum error correction}}<ref>{{Cite journal|last1=Cramer|first1=J.|last2=Kalb|first2=N.|last3=Rol|first3=M. A.|last4=Hensen|first4=B.|last5=Blok|first5=M. S.|last6=Markham|first6=M.|last7=Twitchen|first7=D. J.|last8=Hanson|first8=R.|last9=Taminiau|first9=T. H.|date=2016-05-05|title=Repeated quantum error correction on a continuously encoded qubit by real-time feedback|journal=[[Nature Communications]]|language=en|volume=7|pages=ncomms11526|arxiv=1508.01388|bibcode=2016NatCo...711526C|doi=10.1038/ncomms11526|pmc=4858808|pmid=27146630}}</ref> вже були продемонстровані в цій системі, як і можливість заплутати два віддалених<ref>{{Cite journal|last1=Hensen|first1=B.|last2=Bernien|first2=H.|last3=Dréau|first3=A. E.|last4=Reiserer|first4=A.|last5=Kalb|first5=N.|last6=Blok|first6=M. S.|last7=Ruitenberg|first7=J.|last8=Vermeulen|first8=R. F. L.|last9=Schouten|first9=R. N.|date=2015-10-29|title=Loophole-free Bell inequality violation using electron spins separated by 1.3 kilometres|journal=Nature|language=en|volume=526|issue=7575|pages=682–686|arxiv=1508.05949|bibcode=2015Natur.526..682H|doi=10.1038/nature15759|issn=0028-0836|pmid=26503041|s2cid=205246446}}</ref> квантові процесори та виконання детермінованої [[Квантова телепортація|квантової телепортації]].<ref>{{Cite journal|last1=Pfaff|first1=Wolfgang|last2=Hensen|first2=Bas|last3=Bernien|first3=Hannes|last4=van Dam|first4=Suzanne B.|last5=Blok|first5=Machiel S.|last6=Taminiau|first6=Tim H.|last7=Tiggelman|first7=Marijn J.|last8=Schouten|first8=Raymond N.|last9=Markham|first9=Matthew|date=2014-08-01|title=Unconditional quantum teleportation between distant solid-state qubits|journal=Science|volume=345|issue=6196|pages=532–535|arxiv=1404.4369|bibcode=2014Sci...345..532P|doi=10.1126/science.1253512|issn=0036-8075|pmid=25082696|s2cid=2190249}}</ref>

Іншою можливою платформою є квантові процесори на основі [[Іонна пастка|іонних пасток]], які використовують радіочастотні магнітні поля та лазери.<ref name=":0" /> У багатовидовій мережі на іонних пастках фотони, заплутані батьківським атомом, використовуються для переплутування різних вузлів.<ref>{{Cite journal|last1=Inlek|first1=I. V.|last2=Crocker|first2=C.|last3=Lichtman|first3=M.|last4=Sosnova|first4=K.|last5=Monroe|first5=C.|date=2017-06-23|title=Multispecies Trapped-Ion Node for Quantum Networking|journal=Physical Review Letters|volume=118|issue=25|pages=250502|arxiv=1702.01062|bibcode=2017PhRvL.118y0502I|doi=10.1103/PhysRevLett.118.250502|pmid=28696766|s2cid=44046802}}</ref> Крім того, одним із можливих методів цього є {{Не перекладено|Квантова електродинаміка в оптичних резонаторах|квантова електродинаміка на оптичних резонаторах|en|Cavity quantum electrodynamics}}. У квантовій електродинаміці на оптичних резонаторах квантові стани фотонів можуть переноситися в квантові стани атомів, що зберігаються в окремих атомах, що містяться в оптичних порожнинах. Це дозволяє передавати квантові стани між одиночними атомами за допомогою оптичного волокна на додаток до створення заплутаності між віддаленими атомами.<ref name=":0" /><ref>{{citation|last1=Pellizzari|doi=10.1103/physrevlett.75.3788|last4=Zoller|first3=JI|last3=Cirac|first2=SA|last2=Gardiner|pmid=10059732|bibcode=1995PhRvL..75.3788P|first1=T|pages=3788–3791|issue=21|volume=75|journal=Physical Review Letters|date=1995|title=Decoherence, continuous observation, and quantum computing: A cavity QED model|first4=P}}</ref><ref>{{citation|last1=Ritter|last4=Reiserer|last10=Rempe|first10=Gerhard|first9=Joerg|last9=Bochmann|first8=Eden|last8=Figueroa|first7=Martin|last7=Müicke|first6=Manuel|last6=Uphoff|first5=Andreas|last5=Neuzner|first4=Andreas|first3=Carolin|first1=Stephan|last3=Hahn|first2=Christian|last2=Nölleke|pmid=22498625|doi=10.1038/nature11023|bibcode=2012Natur.484..195R|arxiv=1202.5955|pages=195–200|issue=7393|volume=484|journal=Nature|date=2012|title=An elementary quantum network of single atoms in optical cavities|s2cid=205228562}}</ref>

=== Лінії зв'язку: фізичний рівень ===
На великих відстанях основним методом роботи квантових мереж є використання оптичних мереж та фотонних кубітів. Це пов'язано з тим, що оптичні мережі мають нижчий шанс [[Квантова декогеренція|декогеренції]]. Перевага оптичних мереж полягає в можливості повторного використання існуючих [[Оптоволокно|оптичних волокон]]. У якості альтернативи можуть бути реалізовані мережі у вільному просторі, які передають квантову інформацію через атмосферу або через вакуум.<ref>{{citation|last1=Gisson|doi=10.1103/revmodphys.74.145|first4=Hugo|last4=Zbinden|first3=Wolfgang|last3=Tittel|first2=Grégoire|last2=Ribordy|bibcode=2002RvMP...74..145G|first1=Nicolas|arxiv=quant-ph/0101098|page=145|issue=1|volume=74|journal=Reviews of Modern Physics|date=2002|title=Quantum cryptography|s2cid=6979295}}</ref>

==== Оптоволоконні мережі ====
Оптичні мережі з використанням існуючих телекомунікаційних оптичних волокон можуть бути реалізовані з використанням [[Апаратне забезпечення|апаратного забезпечення]], подібного до існуючого телекомунікаційного обладнання. Це волокно може бути як одномодовим, так і багатомодовим, де багатомодовий режим забезпечує точнішу комунікацію.<ref name=":0" /> На стороні відправника однофотонне джерело можна створити, сильно послаблюючи стандартний телекомунікаційний лазер, таким чином, щоб середня кількість фотонів за імпульс була менше 1. Для прийому може використовуватись {{Не перекладено|Однофотонний лавинний фотодіод|лавинний фотоприймач|en|Single-photon avalanche diode}}. Можуть бути використані різні методи керування фазою або [[Поляризація електромагнітної хвилі|поляризацією]], такі як [[Інтерферометрія|інтерферометри]] та дільники променя. У випадку використання протоколів, заснованих на заплутаності, заплутані фотони можуть генеруватися за допомогою [[Спонтанне параметричне розсіяння|спонтанного параметричного розсіяння]]. У обох випадках телекомунікаційне волокно може мультиплексуватися для передачі неквантових сигналів синхронізації та керування.

==== Мережі у вільному просторі ====
Квантові мережі у вільному просторі працюють подібно до оптоволоконних мереж, але покладаються на пряму видимість між сторонами, що комунікують замість використання оптоволоконного з'єднання. Мережі у вільному просторі зазвичай можуть підтримувати вищі швидкості передачі, ніж оптоволоконні мережі, і їм не доводиться враховувати скремблювання поляризації, спричинене оптичним волокном.<ref>{{citation|last1=Hughes|doi=10.1088/1367-2630/4/1/343|first4=Charles G|last4=Peterson|first3=Derek|last3=Derkacs|author2-link=Beth Nordholt|first2=Jane E|last2=Nordholt|bibcode=2002NJPh....4...43H|first1=Richard J|arxiv=quant-ph/0206092|page=43|issue=1|volume=4|journal=New Journal of Physics|date=2002|title=Practical free-space quantum key distribution over 10 km in daylight and at night|s2cid=119468993}}</ref> Однак на великих відстанях комунікації у вільному просторі збільшується ймовірність порушення фотонів навколишнім середовищем.<ref name=":0" />

Важливо, що зв'язок у вільному просторі також можливий від [[Штучний супутник Землі|супутника]] до Землі. Був продемонстрований квантовий супутник, здатний до розподілу із заплутуванням на відстані 1203 км<ref>{{Cite journal|last1=Yin|first1=Juan|last2=Cao|first2=Yuan|last3=Li|first3=Yu-Huai|last4=Liao|first4=Sheng-Kai|last5=Zhang|first5=Liang|last6=Ren|first6=Ji-Gang|last7=Cai|first7=Wen-Qi|last8=Liu|first8=Wei-Yue|last9=Li|first9=Bo|date=2017-07-05|title=Satellite-Based Entanglement Distribution Over 1200 kilometers|journal=Science|volume=356|issue=2017|pages=1140–1144|arxiv=1707.01339|bibcode=2017arXiv170701339Y|doi=10.1126/science.aan3211|pmid=28619937|s2cid=5206894}}</ref> Також повідомляється про експериментальний обмін одиночними фотонами з глобальної навігаційної супутникової системи на відстані 20 000&nbsp;км по косій.<ref>{{Cite journal|last1=Calderaro|first1=Luca|last2=Agnesi|first2=Costantino|last3=Dequal|first3=Daniele|last4=Vedovato|first4=Francesco|last5=Schiavon|first5=Matteo|last6=Santamato|first6=Alberto|last7=Luceri|first7=Vincenza|last8=Bianco|first8=Giuseppe|last9=Vallone|first9=Giuseppe|date=2019|title=Towards quantum communication from global navigation satellite system|journal=Quantum Science and Technology|volume=4|issue=1|pages=015012|arxiv=1804.05022|bibcode=2019QS&T....4a5012C|doi=10.1088/2058-9565/aaefd4|last10=Villoresi|first10=Paolo|s2cid=55395441}}</ref> Ці супутники можуть зіграти важливу роль у з'єднанні менших наземних мереж на великих відстанях.

=== Повторювачі ===
Наслідки втрати сигналу та декогеренція, властиві більшості транспортних середовищ, таких як оптичне волокно заважають зв'язку на великі відстані. У класичній комунікації підсилювачі можуть використовуватися для посилення сигналу під час передачі, але в квантовій мережі підсилювачі не можуть бути використані, оскільки кубіти не можна копіювати у відповідності до теореми про заборону клонування. Тобто для реалізації підсилювача потрібно було б визначити повний стан кубіта, який передається, що є і небажаним, і неможливим.

==== Довірені повторювачі ====
Проміжним етапом, що дозволяє перевірити комунікаційну інфраструктуру, є довірені повторювачі. Важливо, що довірений повторювач не може використовуватися для передачі кубітів на великі відстані. Натомість довірений повторювач може бути використаний лише для виконання квантового розповсюдження ключа з додатковим припущенням, що повторювач є довіреним. Розглянемо два кінцеві вузли A і B, а посередині надійний повторювач R. A і R тепер виконують квантове розповсюдження ключа для генерації ключа <math> k_ {AR} </math>. Подібним чином R і B запускають квантове розповсюдження ключа для генерації ключа <math>k_{RB}</math>. A і B тепер можуть обчислити ключ <math>k_{AB}</math> між собою таким чином: A надсилає <math>k_{AB}</math> на R, зашифрований ключем <math>k_{AR}</math>. R розшифровує, щоб отримати <math>k_{AB}</math>. Потім R повторно шифрує <math>k_{AB}</math>, використовуючи ключ <math>k_{RB}</math>, і надсилає його до B. B розшифровує, щоб отримати <math>k_{AB}</math>. A і B тепер мають спільний ключ <math>k_{AB}</math>. Ключ захищений від зовнішнього підслуховувача, але очевидно, що повторювач R також знає <math>k_{AB}</math>. Це означає, що будь-яке подальше спілкування між А і В не забезпечує наскрізної безпеки, але безпечне лише до тих пір, поки А і В довіряють повторювачу R.

==== Квантові повторювачі ====
<!---[[Файл:Quantum teleportation diagram.PNG|300px|thumb|right| Діаграма квантової телепортації фотона]] --->
Справжній квантовий повторювач дозволяє наскрізну (між кінцевими вузлами) генерацію квантової заплутаності, а отже&nbsp;— за допомогою квантової телепортації&nbsp;— передавання кубітів між кінцевими вузлами. У протоколах квантового розповсюдження ключа можна перевірити наявність такого заплутування. Це означає, що під час створення ключа шифрування відправник і одержувач захищені, навіть якщо вони не довіряють квантовому ретранслятору. Будь-яке інше застосування квантового Інтернету також вимагає наскрізної передачі кубітів, і, отже, квантового повторювача.

Квантові повторювачі дозволяють переплутування і можуть бути встановлені у віддалених вузлах без фізичного відправлення заплутаного кубіта на всю відстань.<ref>{{citation
| title=Experimental quantum teleportation
| last1=Bouwmeester| first1=Dik
| last2=Pan        | first2=Jian-Wei
| last3=Mattle     | first3=Klaus
| last4=Eibl       | first4=Manfred
| last5=Weinfurter | first5=Harald
| last6=Zeilinger  | first6=Anton
| journal=Nature
| date=1997|volume=390|issue=6660|pages=575–579 | doi=10.1038/37539 | bibcode=1997Natur.390..575B
| arxiv=1901.11004| s2cid=4422887}}</ref>

У цьому випадку квантова мережа складається з множини зв'язків на короткі відстані, що складають, можливо, десятки або сотні кілометрів. У найпростішому випадку одного повторювача встановлюються дві пари заплутаних кубітів: <math>|A\rangle</math> і <math>|R_a\rangle</math>, між відправником і повторювачем, а друга пара <math>|R_b\rangle</math> і <math>|B\rangle</math> розташована між повторювачем та приймачем. Ці початкові заплутані кубіти можна легко створити, наприклад, за допомогою спонтанного параметричного розсіяння, причому один кубіт фізично передається на сусідній вузол. На даний момент повторювач може виконати {{Не перекладено|Стан Белла|вимірювання Бела|en|Bell state}} на кубітах <math>|R_a\rangle</math> і <math>|R_b\rangle</math> таким чином телепортуючи квантовий стан <math>|R_a\rangle</math> на <math>|B\rangle</math>. Це призводить до «обміну» переплутанням таким чином, що <math>|A\rangle</math> і <math>|B\rangle</math> тепер заплутані на відстані, вдвічі більшій, ніж у початкових заплутаних пар. Видно, що мережа таких повторювачів може використовуватися лінійно або ієрархічно для встановлення заплутаності на великі відстані.<ref>{{citation
| title=Quantum repeaters based on atomic ensembles and linear optics
| last1=Sangouard     | first1=Nicolas
| last2=Simon         | first2=Christoph
| last3=De Riedmatten | first3=Hugues
| last4=Gisin         | first4=Nicolas
| journal=Reviews of Modern Physics
| date=2011|volume=83|issue=1|pages=33–80 | doi=10.1103/revmodphys.83.33
| bibcode=2011RvMP...83...33S     | arxiv=0906.2699| s2cid=118407183 }}</ref>

Апаратні платформи, придатні до використання у якості кінцевих вузлів, можуть також функціонувати як квантові повторювачі. Однак існують також апаратні платформи, придатні до використання лише у якості повторювачів, без можливості виконання квантових логічних вентилів.<ref>{{Cite journal|last=Nunn|first=Joshua|date=2017-05-24|title=Viewpoint: A Solid Footing for a Quantum Repeater|journal=Physics|language=en-US|volume=10|pages=55|doi=10.1103/physics.10.55|bibcode=2017PhyOJ..10...55N|url=https://physics.aps.org/featured-article-pdf/10.1103/PhysRevLett.118.210501|doi-access=free|accessdate=24 Грудня 2020|archive-date=8 Січня 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210108201037/https://physics.aps.org/featured-article-pdf/10.1103/PhysRevLett.118.210501}}</ref>

==== Виправлення помилок ====
Виправлення помилок може використовуватись в квантових повторювачах. Однак через технологічні обмеження здатність обмежена дуже короткими відстанями, оскільки схеми квантової корекції помилок, які здатні захистити кубіти на великі відстані, потребують надзвичайно великої кількості кубітів, а отже, надзвичайно великих квантових комп'ютерів.

Помилки зв'язку можна класифікувати на два типи: помилки втрат (через оптичне волокно / навколишнє середовище) та помилки в роботі (наприклад, деполяризація, втрата фази тощо). Хоча для класичного [[виявлення та виправлення помилок]] може бути використана надлишковість, надлишкові кубіти не можуть бути створені через [[Теорема про заборону клонування|теорему про заборону клонування]]. Як результат, повинні бути введені інші типи виправлення помилок, такі як код Шора або один із числа більш загальних та ефективних кодів. Всі ці коди працюють, розподіляючи квантову інформацію між кількома переплутаними кубітами, щоб можна було виправити помилки операцій, а також помилки втрат.<ref>{{citation|title=Optimal architectures for long distance quantum communication|last6=Jiang|pmc=4753438|pmid=26876670|doi=10.1038/srep20463|publisher=Nature|date=2016|pages=20463|volume=6|journal=[[Scientific Reports]]|first6=Liang|first1=Sreraman|last5=Lukin|first5=Mikhail|last4=Lutkenhaus|first4=Norbert|last3=Kim|first3=Jungsang|last2=Li|first2=Linshu|last1=Muralidharan|bibcode=2016NatSR...620463M}}</ref>

На додаток до квантової корекції помилок, в квантових мережі в особливих випадках, таких як квантове розповсюдження ключів, може застосовуватись класична корекція помилок. У цих випадках метою квантового зв'язку є безпечна передача рядка класичних бітів. Традиційні коди виправлення помилок, такі як [[Коди Гемінга|код Гемінга]], можуть застосовуватися до бітового рядка перед кодуванням та передачею в квантовій мережі.

==== Очищення переплутаності ====
Квантова декогерентнція може виникнути, коли один кубіт з максимально заплутаного стану Белла передається через квантову мережу. {{Не перекладено|Очищення переплутаності|Очищення переплутаності|en|Entanglement distillation}} дозволяє створити майже максимально заплутані кубіти з великої кількості довільних слабко заплутаних кубітів і, таким чином, забезпечує додатковий захист від помилок. Очищення переплутаності вже було продемонстровано в азотно-заміщених вакансіях в алмазі.<ref>{{Cite journal|last1=Kalb|first1=Norbert|last2=Reiserer|first2=Andreas A.|last3=Humphreys|first3=Peter C.|last4=Bakermans|first4=Jacob J. W.|last5=Kamerling|first5=Sten J.|last6=Nickerson|first6=Naomi H.|last7=Benjamin|first7=Simon C.|last8=Twitchen|first8=Daniel J.|last9=Markham|first9=Matthew|date=2017-06-02|title=Entanglement Distillation between Solid-State Quantum Network Nodes|journal=Science|volume=356|issue=6341|pages=928–932|arxiv=1703.03244|bibcode=2017Sci...356..928K|doi=10.1126/science.aan0070|issn=0036-8075|pmid=28572386|s2cid=206658460}}</ref>

== Застосування ==
Квантовий Інтернет підтримує численні застосування, які стають можливими завдяки квантовому заплутуванню. Загалом, квантове заплутування добре підходить для завдань, які потребують координації, синхронізації або конфіденційності.

Приклади таких застосувань включають [[квантове розповсюдження ключа]],<ref>{{Cite journal|last=Sasaki|first=Masahide|date=2017|title=Quantum networks: where should we be heading?|journal=Quantum Science and Technology|language=en|volume=2|issue=2|pages=020501|bibcode=2017QS&T....2b0501S|doi=10.1088/2058-9565/aa6994|issn=2058-9565|doi-access=free}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Tajima|first1=A|last2=Kondoh|first2=T|last3=Fujiwara|first3=M|last4=Yoshino|first4=K|last5=Iizuka|first5=H|last6=Sakamoto|first6=T|last7=Tomita|first7=A|last8=Shimamura|first8=E|last9=Asami|first9=S|date=2017|title=Quantum key distribution network for multiple applications|journal=Quantum Science and Technology|language=en|volume=2|issue=3|pages=034003|bibcode=2017QS&T....2c4003T|doi=10.1088/2058-9565/aa7154|issn=2058-9565|last10=Sasaki|first10=M}}</ref> синхронізацію годинників,<ref>{{Cite journal|last1=Kómár|first1=P.|last2=Kessler|first2=E. M.|last3=Bishof|first3=M.|last4=Jiang|first4=L.|last5=Sørensen|first5=A. S.|last6=Ye|first6=J.|last7=Lukin|first7=M. D.|date=2014-06-15|title=A quantum network of clocks|journal=Nature Physics|language=en|volume=10|issue=8|pages=582–587|arxiv=1310.6045|bibcode=2014NatPh..10..582K|doi=10.1038/nphys3000|issn=1745-2481|s2cid=16355907}}</ref> протоколи для розподілених системних проблем, таких як вибори лідера чи {{Не перекладено|Квантова задача візантійських генералів|квантова задача візантійських генералів|en|Quantum Byzantine agreement}},<ref name=":0" /> розширення можливостей [[телескоп]]ів,<ref>{{Cite journal|last1=Gottesman|first1=Daniel|last2=Jennewein|first2=Thomas|last3=Croke|first3=Sarah|date=2012-08-16|title=Longer-Baseline Telescopes Using Quantum Repeaters|journal=Physical Review Letters|volume=109|issue=7|pages=070503|arxiv=1107.2939|bibcode=2012PhRvL.109g0503G|doi=10.1103/PhysRevLett.109.070503|issn=0031-9007|pmid=23006349|s2cid=20073853}}</ref><ref>[[arxiv:1809.03396|Quantum-Assisted Telescope Arrays]]</ref> а також перевірка позиції, безпечна ідентифікація та двостороння криптографія в {{Не перекладено|Модель зашумленого носія|моделі зашумленого носія|en|Noisy-storage model}}. Квантовий Інтернет також забезпечує безпечний доступ до квантового комп'ютера<ref>{{Cite journal|last1=Broadbent|first1=Anne|last2=Fitzsimons|first2=Joseph|last3=Kashefi|first3=Elham|date=2009–2010|title=Universal Blind Quantum Computation|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/5438603|journal=2009 50th Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science|pages=517–526|arxiv=0807.4154|doi=10.1109/FOCS.2009.36|isbn=978-1-4244-5116-6|s2cid=650251|accessdate=27 Грудня 2020|archive-date=26 Січня 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210126134343/https://ieeexplore.ieee.org/document/5438603}}</ref> у [[Хмарні обчислення|хмарі]]. Зокрема, квантовий Інтернет дозволяє дуже простим квантовим пристроям підключатися до віддаленого квантового комп'ютера таким чином, що там можна проводити обчислення без того, щоб квантовий комп'ютер з'ясовував, що це за обчислення насправді (вхідні та вихідні квантові стани не можна виміряти без руйнування обчислення, але склад схеми, що використовується для розрахунку, буде відомий)<ref>{{Cite news|title=600 km repeater-like quantum communications with dual-band stabilisation|first4=Mirko|first8=Andrew J.|last7=Yuan|first7=Zhiliang|last6=Li|first6=Ming-Jun|last5=Woodward|first5=Robert I.|last4=Sanzaro|last3=Lucamarini|url=http://arxiv.org/abs/2012.15099|first3=Marco|last2=Minder|first2=Mariella|last=Pittaluga|first=Mirko|accessdate=2021-11-24|date=2020-12-30|work=arXiv:2012.15099 [quant-ph]|last8=Shields|archive-date=24 Листопада 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20211124213713/https://arxiv.org/abs/2012.15099}}</ref>.{{Джерело}}

=== Захищений зв'язок ===
Що стосується зв'язку в будь-якій формі, найбільшою проблемою завжди було забезпечення приватності зв'язку.<ref>Mastorakis, Nikos E. ''Networks and Quantum Computing''. Nova Science Publishers, 2012.</ref> Квантові мережі дозволять створювати, зберігати та передавати інформацію, потенційно досягаючи «рівня конфіденційності, безпеки та обчислювальної потужності, якого неможливо досягти за допомогою сучасного Інтернету».<ref name=":2">{{Cite web|last=Ananthaswamy|first=Anil|title=The Quantum Internet Is Emerging, One Experiment at a Time|url=https://www.scientificamerican.com/article/the-quantum-internet-is-emerging-one-experiment-at-a-time/|access-date=2020-10-12|website=Scientific American|language=en|archive-date=21 Грудня 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20201221120427/https://www.scientificamerican.com/article/the-quantum-internet-is-emerging-one-experiment-at-a-time/}}</ref>

Шляхом застосування [[Оператор (фізика)|квантового оператора]], який вибирає користувач, до системи інформації можна забезпечити що інформація потім може бути надіслана одержувачу без шансу, що спостерігач зможе точно записати надіслану інформацію без відома відправника або одержувача. На відміну від класичної інформації, яка передається в бітах, і їй присвоюється значення 0 або 1, [[квантова інформація]], що використовується в квантових мережах, використовує квантові біти (кубіти), які можуть одночасно мати значення 0 і 1, перебуваючи в стані [[Принцип суперпозиції (квантова механіка)|суперпозиції]].<ref name=":2" /><ref>{{Cite web|last=Leprince-Ringuet|first=Daphne|title=What is the quantum internet? Everything you need to know about the weird future of quantum networks|url=https://www.zdnet.com/article/what-is-the-quantum-internet-everything-you-need-to-know-about-the-weird-future-of-quantum-networks/|access-date=2020-10-12|website=ZDNet|language=en|archive-date=7 Січня 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210107134539/https://www.zdnet.com/article/what-is-the-quantum-internet-everything-you-need-to-know-about-the-weird-future-of-quantum-networks/}}</ref>

Це працює, тому що якщо спостерігач намагається підслухати, тоді він ненавмисно змінить інформацію, тим самим видаючи себе сторонам, яких атакує. По-друге, без належного квантового оператора для декодування інформації сторони пошкодять надіслану інформацію, не маючи можливості використовувати її самостійно. Крім того, кубіти можуть кодуватися в різноманітних матеріалах, включаючи поляризацію фотонів або спінові стани електронів.<ref name=":2" />

== Поточний стан ==

=== Квантовий Інтернет ===
В даний час не існує мережі, що з'єднує квантові процесори або квантові повторювачі, розгорнуті за межами лабораторії.

Одним із прикладів прототипу квантової комунікаційної мережі є квантова мережа міст із восьми користувачів, описана в роботі, опублікованій у вересні 2020 року. Мережа, розташована в Брістолі, використовувала вже розгорнуту волоконно-транспортну інфраструктуру і працювала без активної комутації або довірених вузлів.<ref>{{cite news|title=Multi-user communication network paves the way towards the quantum internet|url=https://physicsworld.com/a/multi-user-communication-network-paves-the-way-towards-the-quantum-internet/|accessdate=8 жовтня 2020|work=Physics World|date=8 вересня 2020|archive-date=22 Жовтня 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20201022020136/https://physicsworld.com/a/multi-user-communication-network-paves-the-way-towards-the-quantum-internet/}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Joshi|first1=Siddarth Koduru|last2=Aktas|first2=Djeylan|last3=Wengerowsky|first3=Sören|last4=Lončarić|first4=Martin|last5=Neumann|first5=Sebastian Philipp|last6=Liu|first6=Bo|last7=Scheidl|first7=Thomas|last8=Lorenzo|first8=Guillermo Currás|last9=Samec|first9=Željko|date=1 вересня 2020|title=A trusted node–free eight-user metropolitan quantum communication network|url=https://advances.sciencemag.org/content/6/36/eaba0959|journal=[[Science Advances]]|language=en|volume=6|issue=36|pages=eaba0959|doi=10.1126/sciadv.aba0959|issn=2375-2548|pmc=7467697|pmid=32917585|accessdate=8 жовтня 2020|last15=Ursin|first15=Rupert|first14=John G.|last14=Rarity|first13=Mario|last13=Stipčević|first12=Mohsen|last12=Razavi|last11=Qiu|first10=Laurent|last10=Kling|first11=Alex|archive-date=3 Січня 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210103231534/https://advances.sciencemag.org/content/6/36/eaba0959}} [[Файл:CC-BY icon.svg|50x50пкс]] Text and images are available under a [[creativecommons:by/4.0/|Creative Commons Attribution 4.0 International License]].</ref>

=== Експериментальні квантові модеми ===
Дослідницька група з [[Інститут квантової оптики товариства Макса Планка|Інституту квантової оптики Макса Планка]] в Гархінгу, Німеччина, досягає успіху в передачі квантових даних від літаючих і стабільних кубітів за допомогою інфрачервоного збігу спектра. Для цього потрібен складний, переохолоджений кристал ітрію силікату у сендвічі з [[Ербій|ербію]] у дзеркальному середовищі для досягнення резонансного узгодження довжин інфрачервоних хвиль, знайдених у волоконно-оптичних мережах. Команда успішно продемонструвала, що пристрій працює без втрати даних.<ref>{{Cite news|last=Jarrah|first=Katharina|date=5 листопада 2020|title=Physicists develop efficient modem for a future quantum internet|work=Phys.org|url=https://phys.org/news/2020-11-physicists-efficient-modem-future-quantum.html|url-status=live|access-date=5 листопада 2020|archive-date=20 Грудня 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20201220102206/https://phys.org/news/2020-11-physicists-efficient-modem-future-quantum.html}}</ref>

=== Мережі квантового розповсюдження ключа ===
Було розгорнуто кілька тестових мереж, які пристосовані до задачі квантового розповсюдження ключа або на коротких відстанях (але для підключення багатьох користувачів), або на більших відстанях, спираючись на довірені повторювачі. Ці мережі ще не дозволяють наскрізної (з кінця в кінець) передачі кубітів або наскрізного (з кінця в кінець) створення переплутування між віддаленими вузлами.
{| class="wikitable sortable"
|+Основні квантові мережі та реалізовані протоколи квантового розповсюдження ключа
!Квантова мережа
!Початок
![[BB84]]
!BBM92
!E91
!DPS
!COW
|-
|Квантова мережа DARPA
|2001|| {{yes}} || {{no}} || {{no}} ||{{no}} || {{no}}
|-
|Мережа квантового розповсюдження ключа SECOCQ у Відні
|2003|| {{yes}} || {{yes}} || {{no}} ||{{no}} || {{yes}}
|-
|Мережа квантового розповсюдження ключа у Токіо
|2009|| {{yes}} || {{yes}} || {{no}} ||{{yes}} || {{no}}
|-
|Ієрархічна мережа у Wuhu, Китай
|2009|| {{yes}} || {{no}} || {{no}} ||{{no}} || {{no}}
|-
|Мережа Женеви (SwissQuantum)
|2010|| {{yes}} || {{no}} || {{no}} ||{{no}} || {{yes}}
|}

;Квантова мережа DARPA: На початку 2000-х років [[Агентство передових оборонних дослідницьких проєктів США|DARPA]] розпочала спонсорство проекту розвитку квантової мережі з метою впровадження безпечного зв'язку. {{Не перекладено|Квантова мережа DARPA||en|DARPA Quantum Network}} почала функціонувати в лабораторії [[BBN Technologies]] наприкінці 2003&nbsp;р., А в 2004&nbsp;р. була розширена, включивши вузли [[Гарвардський університет|Гарвардського]] та [[Бостонський університет|Бостонського]] університетів. Мережа складається з декількох фізичних шарів, включаючи [[Оптичне волокно|оптоволокно]], що підтримує фазово-модульовані лазери та заплутані фотони, а також зв'язки у вільному просторі.<ref>{{citation|title=Building the quantum network|first1=Chip|last1=Elliot|journal=New Journal of Physics|volume=4|issue=1|pages=46|date=2002|doi=10.1088/1367-2630/4/1/346|bibcode=2002NJPh....4...46E|doi-access=free}}</ref><ref>{{citation|title=Current status of the DARPA Quantum Network|first5=John|date=2005|publisher=International Society for Optics and Photonics|journal=Defense and Security|last6=Yeh|first6=Henry|last5=Schlafer|last4=Pikalo|first1=Chip|first4=Oleksiy|last3=Pearson|first3=David|last2=Colvin|first2=Alexander|last1=Elliott|pages=138–149}}</ref>

;Мережа квантового розповсюдження ключа SECOCQ у Відні: З 2003 по 2008 рік проект «Безпечний зв'язок на основі квантової криптографії» (SECOQC) створив спільну мережу між низкою європейських установ. Архітектура, обрана для проекту SECOQC, є архітектурою з довіреним повторювачем, яка складається з квантових зв'язків точка-точка між пристроями, де зв'язок на великі відстані здійснюється за допомогою повторювачів.
OpenQKD координований {{нп|Австрійським технологічним інститутом|||Austrian Institute of Technology}} у Відні, зусилля вартістю 18 мільйонів євро також включають ID Quantique і кілька великих телекомунікаційних компаній, які працюють над серією відкритих тестових стендів.
<ref>{{citation
| title=The SECOQC quantum key distribution network in Vienna
| first1=Momtchil  | last1=Peev
| first2=Christoph | last2=Pacher
| first3=Romain    | last3=Alléaume
| first4=Claudio   | last4=Barreiro
| first5=Jan       | last5=Bouda
| first6=W         | last6=Boxleitner
| first7=Thierry   | last7=Debuisschert
| first8=Eleni     | last8=Diamanti
| first9=M         | last9=Dianati
| first10=JF       | last10=Dynes
| journal=New Journal of Physics
| publisher=IOP Publishing
| volume=11 | issue=7 | pages=075001 | date=2009
| doi = 10.1088/1367-2630/11/7/075001
| bibcode=2009NJPh...11g5001P  | doi-access=free
}}</ref>

;Ієрархічна мережа у Wuhu, Китай: У травні 2009 року в Wuhu, Китай, було продемонстровано ієрархічну квантову мережу. Ієрархічна мережа складається з магістральної мережі з чотирьох вузлів, що з'єднують ряд підмереж. Магістральні вузли з'єднані через оптичний комутаційний квантовий [[маршрутизатор]]. Вузли в кожній підмережі також підключаються через оптичний комутатор і підключаються до магістральної мережі через довірений повторювач.<ref>{{citation
| title=Field experiment on a robust hierarchical metropolitan quantum cryptography network
| first1=FangXing  | last1=Xu
| first2=Wei       | last2=Chen
| first3=Shuang    | last3=Wang
| first4=ZhenQiang | last4=Yin
| first5=Yang      | last5=Zhang
| first6=Yun       | last6=Liu
| first7=Zheng     | last7=Zhou
| first8=YiBo      | last8=Zhao
| first9=HongWei   | last9=Li
| first10=Dong     | last10=Liu
| journal=Chinese Science Bulletin
| volume=54
| issue=17
| pages=2991–2997
| date=2009
| publisher=Springer | doi=10.1007/s11434-009-0526-3
| bibcode=2009ChSBu..54.2991X  | arxiv=0906.3576| s2cid=118300112 }}</ref>

;Мережа Женеви (SwissQuantum): Мережа SwissQuantum розроблена та випробувана у 2009—2011 роках, пов'язала установи в [[CERN|ЦЕРН]] з [[Женевський університет|Женевським університетом]] та Університетом прикладних наук Західної Швейцарії в Женеві. Програма SwissQuantum була зосереджена на переведенні технологій, розроблених в SECOQC та інших дослідницьких квантових мережах у виробниче середовище. Зокрема на інтеграції з існуючими телекомунікаційними мережами, а також її надійності та стійкості.<ref>{{cite journal
| title=Long-term performance of the SwissQuantum quantum key distribution network in a field environment
| first1=Damien   | last1=Stucki
| first2=Matthieu | last2=Legre
| first3=F        | last3=Buntschu
| first4=B        | last4=Clausen
| first5=Nadine   | last5=Felber
| first6=Nicolas  | last6=Gisin
| first7=L        | last7=Henzen
| first8=Pascal   | last8=Junod
| first9=G        | last9=Litzistorf
| first10=Patrick | last10=Monbaron
| journal=New Journal of Physics
| volume=13
| number=12
| pages=123001
| year=2011
| publisher=IOP Publishing | doi=10.1088/1367-2630/13/12/123001
| bibcode=2011NJPh...13l3001S   | arxiv=1203.4940| s2cid=54502793 }}</ref>

;Мережа квантового розповсюдження ключа у Токіо: У 2010&nbsp;р. ряд організацій з Японії та Європейського Союзу створили та протестували мережу квантового розповсюдження ключа у Токіо. Мережа Токіо базується на існуючих технологіях квантового розповсюдження ключа і прийняла архітектуру мережі, схожу на SECOQC. Вперше шифрування [[Шифр Вернама|одноразовим блокнотом]] було впроваджено з достатньо високою швидкістю передачі даних, щоб підтримувати популярні програми кінцевого користувача, такі як захищені голосові та відеоконференції. Попередні широкомасштабні мережі квантового розповсюдження ключа, як правило, використовували класичні алгоритми шифрування, такі як [[Advanced Encryption Standard|AES]], для високошвидкісної передачі даних і використовували квантові похідні ключі для даних з низькою швидкістю або для регулярного повторного введення ключа для класичних алгоритмів шифрування.<ref>{{citation
| title=Field test of quantum key distribution in the Tokyo QKD Network
| first1=M  | last1=Sasaki
| first2=M  | last2=Fujiwara
| first3=H  | last3=Ishizuka
| first4=W  | last4=Klaus
| first5=K  | last5=Wakui
| first6=M  | last6=Takeoka
| first7=S  | last7=Miki
| first8=T  | last8=Yamashita
| first9=Z  | last9=Wang
| first10=A | last10=Tanaka
| journal=Optics Express
| publisher=Optical Society of America
| volume=19 | number=11 | pages=10387–10409 | year=2011|doi=10.1364/oe.19.010387 
| pmid=21643295 | bibcode=2011OExpr..1910387S  | arxiv=1103.3566| s2cid=593516 }}</ref>

; Магістраль Пекін-Шанхай: У вересні 2017 року офіційно відкрито 2000-км мережу квантового розповсюдження ключа між Пекіном та Шанхаєм, Китай. Ця магістральна лінія буде магістраллю, що з'єднує квантові мережі в Пекіні, Шанхаї, Цзінані в провінції Шаньдун та Хефей в провінції Аньхой. Під час церемонії відкриття два співробітники [[Bank of Communications]] здійснили транзакцію з Шанхаю в Пекін за допомогою мережі. [[State Grid Corporation of China]] також розробляє керуючу програму для зв'язку.<ref>{{cite web
 |title        = Beijing-Shanghai quantum link a "new era"
 |url          = http://www.chinadaily.com.cn/china/2017-09/30/content_32669593.htm
 |publisher    = China Daily
 |first        = Zhihao
 |last         = Zhang
 |date         = 2017-09-30
 |accessdate   = 27 Грудня 2020
 |archive-date = 12 Листопада 2020
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20201112012826/http://www.chinadaily.com.cn/china/2017-09/30/content_32669593.htm
}}</ref> Лінія використовує 32 довірених вузла як повторювачі.<ref>{{cite web|
title=China's 2,000-km Quantum Link Is Almost Complete|
url=https://spectrum.ieee.org/telecom/security/chinas-2000km-quantum-link-is-almost-complete|
publisher=IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News|
last=Courtland|
first=Rachel|
date=26 Oct 2016|
accessdate=27 Грудня 2020|
archive-date=8 Листопада 2020|
archive-url=https://web.archive.org/web/20201108142324/https://spectrum.ieee.org/telecom/security/chinas-2000km-quantum-link-is-almost-complete}}</ref> Квантова телекомунікаційна мережа введена в експлуатацію в Ухані, столиці провінції Хубей у центральному Китаї, також буде підключена до магістралі. Інші подібні міські квантові мережі вздовж річки Янцзи планують наслідувати приклад.<ref>{{cite web|
title=Quantum communication networks put in service in central China|
url=http://www.xinhuanet.com/english/2017-10/31/c_136717809.htm|
publisher=Xinhua|
date=2017-10-31|
accessdate=27 Грудня 2020|
archive-date=20 Жовтня 2018|
archive-url=https://web.archive.org/web/20181020064506/http://www.xinhuanet.com/english/2017-10/31/c_136717809.htm}}</ref>

; '''IQNET'''
: IQNET (Intelligent Quantum Networks and Technologies) була заснована в 2017 році [[Каліфорнійський технологічний інститут|Каліфорнійським технологічним інститутом]] та [[AT&T]]. Разом вони співпрацюють з [[Національна прискорювальна лабораторія ім. Енріко Фермі|Національною прискорювальною лабораторією ім. Енріко Фермі]] та [[Лабораторія реактивного руху|Лабораторією реактивного руху]].<ref>{{Cite web|title=INQNET - press release|url=https://inqnet.caltech.edu/Press-PRXQ-dec142020.html|access-date=2020-12-26|website=inqnet.caltech.edu|archive-date=24 Грудня 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20201224202237/https://inqnet.caltech.edu/Press-PRXQ-dec142020.html}}</ref> У грудні 2020 року IQNET опублікував роботу в PRX Quantum, у якій повідомлено про успішну телепортацію кубітів на 44&nbsp;км по оптоволокну.<ref>{{Cite journal|last=Valivarthi|first=Raju|last2=Davis|first2=Samantha I.|last3=Peña|first3=Cristián|last4=Xie|first4=Si|last5=Lauk|first5=Nikolai|last6=Narváez|first6=Lautaro|last7=Allmaras|first7=Jason P.|last8=Beyer|first8=Andrew D.|last9=Gim|first9=Yewon|last10=Hussein|first10=Meraj|last11=Iskander|first11=George|date=2020-12-04|title=Teleportation Systems Toward a Quantum Internet|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PRXQuantum.1.020317|journal=PRX Quantum|volume=1|issue=2|pages=020317|doi=10.1103/PRXQuantum.1.020317}}</ref> Вперше опублікована робота включає торетичне моделювання експериментальної установки. Двома тестовими зразками для проведених вимірювань були Квантова мережа Каліфорнійського технологічного інституту та Квантова мережа Національної прискорювальної лабораторії ім. Енріко Фермі. Це дослідження являє собою важливий крок у створенні квантового Інтернету майбутнього, який зробить революцію у сферах безпечного зв'язку, зберігання даних, точного зондування та обчислень.<ref>{{Cite web|title=Quantum Internet Tested at Caltech and Fermilab|url=https://www.caltech.edu/about/news/quantum-internet-tested-caltech-and-fermilab|access-date=2020-12-26|website=California Institute of Technology|language=en|archive-date=26 Грудня 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20201226160138/https://www.caltech.edu/about/news/quantum-internet-tested-caltech-and-fermilab}}</ref>

; '''EuroQCI'''
: Усі держави Європейського Союзу підписали декларацію про приєднання до проекту '''EuroQCI'''.<ref name=":3">{{Cite web|title=All Member States now committed to building an EU quantum communication infrastructure {{!}} Shaping Europe’s digital future|url=https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/news/all-member-states-now-committed-building-eu-quantum-communication-infrastructure|website=digital-strategy.ec.europa.eu|accessdate=2021-07-31|archive-date=30 Липня 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210730110335/https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/news/all-member-states-now-committed-building-eu-quantum-communication-infrastructure}}</ref> Проект '''EuroQCI''' передбачає побудову мережі квантового розповсюдження ключів<ref name=":4">{{Cite web|title=European Quantum Communication Infrastructure (EuroQCI) {{!}} Shaping Europe’s digital future|url=https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/european-quantum-communication-infrastructure-euroqci|website=digital-strategy.ec.europa.eu|accessdate=2021-07-31|language=en|archive-date=31 Липня 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210731113153/https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/european-quantum-communication-infrastructure-euroqci}}</ref>, яка повинна з'єднати урядові інституції, муніципалітети, посольства, а також медичні установи та енергетичні мережі.<ref name=":3" /><ref name=":4" /> '''EuroQCI''' буде складатися з наземного сегмента, де волоконно-оптичні мережі зв’язують стратегічні об’єкти на національному та транскордонному рівнях, та космічного сегмента на основі супутників, що пов'язує національні квантові комунікаційні мережі по всьому ЄС та у всьому світі.<ref name=":3" /> Технології EuroQCI будуть розроблені у рамках проекту [[Quantum Technology Flagship]].<ref name=":4" />
:OpenQKD  Проєкт Європейської комісії «OpenQKD».  Координований {{нп|Австрійським технологічним інститутом|||Austrian Institute of Technology}} у Відні, зусилля вартістю 18 мільйонів євро також включають ID Quantique і кілька великих телекомунікаційних компаній, які працюють над серією відкритих тестових стендів<ref>{{Cite web |url=https://optics.org/news |title=Архівована копія |accessdate=24 Листопада 2021 |archive-date=24 Листопада 2021 |archive-url=https://web.archive.org/web/20211124214146/https://optics.org/news }}</ref>.

== Див. також ==
*[[Квантова механіка]]
*[[Квантова шина]]
*[[Квантовий канал]]
*[[Протокол узгодження ключів]]
*[[Алгоритми квантової оптимізації]]
*[[Квантове програмування]]

== Примітки ==
{{reflist}}

== Джерела ==
* https://web.archive.org/web/20090716121402/http://itvibe.com/news/2583/
* http://www.vnunet.com/vnunet/news/2125164/first-quantum-computr-network-goes-online{{Dead link|date=May 2020 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}
* {{cite arxiv | title=The DARPA Quantum Network | year=2004 | author1=Elliott, Chip| eprint=quant-ph/0412029 }}
* http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse571-07/ftp/quantum/ {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170102233533/http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse571-07/ftp/quantum/ |date=2 Січня 2017 }}
* https://web.archive.org/web/20141229113448/http://www.ipod.org.uk/reality/reality_quantum_entanglement.asp

{{Перспективні технології|квантові=так}}