Teleportarea cuantică prin internet a fost realizată pentru prima dată

O stare cuantică a luminii a fost teleportată cu succes pe o distanță de peste 30 de kilometri prin cablu de fibră optică, în mijlocul unui flux intens de trafic pe internet, o realizare tehnologică considerată anterior imposibilă. Ce înseamnă teleportarea cuantică prin internet realizată de cercetătorii din SUA?

Teleportarea cuantică prin internet folosind infrastructura existentă reprezintă un pas monumental către realizarea unei rețele de calcul cuantic interconectate, către criptarea avansată sau către noi metode puternice de detectare.

• Când vor deveni tehnologiile cuantice parte din viața de zi cu zi?
• De ce o pagină de pe Wikipedia a fost blocată pentru editare

„Este extrem de palpitant, pentru că nimeni nu credea că acest lucru ar fi posibil”, afirmă Prem Kumar, inginer în calculatoare la Universitatea Northwestern (SUA), care a condus studiul.

„Cercetarea noastră arată o cale spre rețele cuantice și clasice de nouă generație, care să împartă o infrastructură comună de fibră optică. Practic, deschide drumul pentru a duce comunicațiile cuantice la un nivel superior”, spune cercetătorul, citat de Science Alert.

Cum funcționează teleportarea cuantică prin internet?

Amintind vag de sistemele de transport din Star Trek, care mută pasagerii instantaneu prin spațiu și timp, teleportarea utilizează posibilitățile cuantice ale unui obiect dintr-o locație și, prin distrugerea atentă a acestuia, impune același echilibru de posibilități unui obiect similar aflat într-o altă locație.

Deși măsurarea celor două obiecte finalizează procesul în același moment, realizarea identității lor cuantice interconectate necesită trimiterea unei unde de informație între cele două puncte din spațiu.

Așa cum vata de zahăr dispare într-o ploaie de primăvară, starea cuantică a unui obiect este o stare efemeră, predispusă să se transforme în realitate la scurt timp după creare. Undele electromagnetice și mișcarea termică a particulelor reduc rapid semnificația cuantică, transformând-o în decoerență, dacă nu este protejată cumva. Protejarea stărilor cuantice în interiorul calculatoarelor este relativ simplă, dar transmiterea unui singur foton prin fibre optice aglomerate cu tranzacții bancare, videoclipuri și mesaje text, păstrând în același timp starea sa cuantică, este mult mai dificilă. Este ca și cum ai arunca vata de zahăr în fluviul Mississippi și ai spera că va avea același gust la final.

Pentru a proteja starea prețioasă a fotonului de un flux de trafic de internet de 400 de gigabiți pe secundă, echipa de cercetători a aplicat diverse tehnici pentru a limita canalul fotonului și a reduce șansele ca acesta să se disperseze și să se amestece cu alte unde.

„Am studiat cu atenție modul în care lumina este dispersată și am plasat fotonii într-un punct optim unde acest mecanism de dispersie este minimizat. Am descoperit că putem realiza comunicații cuantice fără interferențe din partea canalelor clasice care sunt prezente simultan”, explică Kumar.

Internetul cuantic ar putea folosi infrastructura existentă

Deși alte grupuri de cercetare au reușit să transmită informații cuantice alături de fluxuri de date clasice în simulări de internet, echipa lui Kumar este prima care a teleportat o stare cuantică printr-un flux real de internet.

Fiecare test sugerează tot mai mult că internetul cuantic este inevitabil, oferindu-le inginerilor noi instrumente pentru măsurare, monitorizare, criptare și calculare, fără a fi nevoie să reinventeze internetul.

„Teleportarea cuantică are capacitatea de a asigura conectivitate cuantică între noduri aflate la distanțe geografice mari”, afirmă Kumar.

„Dar mulți au presupus mult timp că nu se va construi o infrastructură specializată pentru a trimite particule de lumină. Dacă alegem lungimile de undă corespunzătoare, nu va fi nevoie de o infrastructură nouă. Comunicarea clasică și cea cuantică pot coexista”, concluzionează omul de știință.

Această cercetare a fost publicată în Optica.

Vă recomandăm să citiți și:

Neuronul artificial bazat pe laser imită funcțiile celulelor nervoase cu o viteză incredibilă

Test de cultură generală. Care este diferența dintre emoji și emoticoane?

Jocul Pokemon Go a colectat în secret date de la utilizatori, dar cu ce scop?

Test de cultură generală. Care este diferența dintre Deep Web și Dark Web?