20 млн долларов на квант: что хочет DARPA?

Оборонное научное агентство DARPA опубликовало план исследований в области квантовых технологий на 2013 год. Среди планируемых достижений – существенный прорыв в области фотонной связи. Ученые собираются повысить плотность передачи данных на одном фотоне до 10 бит.

В DARPA хотят значительно улучшить ряд оптических технологий, в частности однофотонные излучатели, а также изучить новые материалы и явления, такие как плазмоны и конденсат Бозе-Эйнштейна. У данных направлений есть большой потенциал в практическом плане, например в области GPS-навигации и сверхбыстрой лазерной связи.

В 2013 году в DARPA планируют продемонстрировать следующие важные достижения: оптический акселерометр с чувствительностью 1 микро-g/Гц^1/2, интегрированные оптико-механические устройства для сопряжения оптических и микроволновых фотонов, использование алмазного магнитно-силового микроскопа с пространственным разрешением менее 5 нанометров, способного определять спин одного электрона, классическую оптическую связь со скоростью 10 бит на один фотон, компактные оптические часы и др.

Данные разработки интересуют не только промышленность. Прежде всего они проводятся в интересе военного ведомства США. Военные надеются, что квантовые технологии откроют новые типы коммуникации и визуализации. Проще говоря, появятся компактные энергоэффективные средства связи, наблюдения, наведения оружия, а также технологии, расширяющие сознание солдат.

Ежегодно на данную программу исследований выделяется 10-20 млн долл. Эти вложения уже имеют определенную отдачу. Так, в 2011 году закончены исследования на предмет теоретических и практических ограничений на количество информации, передаваемой одним фотоном, разработан дизайн сверхскоростных приемопередатчиков. Также уже есть основные положения, необходимые для практического применения орбитального углового момента фотона, что в следующем году планируют использовать в эксперименте по шифрованию информации.