Oamenii de știință anunță că suntem cu un pas mai aproape de Internetul cuantic

Oamenii de știință au reușit să transmită pentru prima dată semnale cuantice prin cablurile standard de fibră optică folosind protocolul Internet (IP), marcând un progres semnificativ către un internet cuantic funcțional, potrivit Live Science.

Cercetătorii de la Universitatea din Pennsylvania au dezvoltat cipul Q (Quantum-Classical Hybrid Internet through Photonics), care permite datelor cuantice să călătorească alături de semnalele clasice prin infrastructura comercială existentă. Studiul a fost publicat pe 28 august în revista Science.

„Spre deosebire de experimentele anterioare, care necesitau configurații izolate, bazate pe laborator sau infrastructură specializată, această abordare integrează pentru prima dată comunicarea cuantică în rețelele din lumea reală”, a declarat Liang Feng, autorul principal al studiului și profesor de științe ale materialelor la universitatea americană.

Cum va evolua Internetul cuantic în următorii ani?

Problema fundamentală în transmiterea datelor cuantice constă în fragilitatea acestora. Qubitii, unitățile de bază ale informației cuantice, pot exista în suprapoziție a mai multor stări simultan și pot fi împletiți, dar aceste proprietăți se pierd imediat când sunt observați sau măsurați. În internetul clasic, routerele citesc și interpretează informațiile pentru a le direcționa, lucru imposibil cu particule cuantice fără a le distruge.

Cipul Q rezolvă această provocare prin asocierea fiecărui semnal cuantic cu un „antet” clasic – un pachet de date care conține informații de rutare codificate într-un impuls laser. Prin sincronizarea semnalelor clasice și cuantice, cipul permite routerelor să citească informațiile de navigare fără a perturba semnalul cuantic.

Pentru a testa sistemul, echipa a construit o conexiune pe o porțiune de 1 kilometru de fibră comercială operată de Verizon. Deoarece antetul clasic și semnalul cuantic răspund similar la interferențele din mediu, cercetătorii au putut folosi semnalul clasic pentru a corecta zgomotul fără a afecta starea cuantică.

Feng consideră că în următorii 5-10 ani, etapele inițiale ale internetului cuantic se vor concentra pe rețelele locale și metropolitane, cu aplicații în comunicații sigure, interconectarea computerelor cuantice și senzori cuantici distribuiți pentru navigație sau sincronizare ultraprecisă.

Cipul este fabricat din siliciu folosind procese existente, ceea ce înseamnă că poate fi produs în serie, eliminând necesitatea unei infrastructuri dedicate și reducând barierele pentru implementarea la scară largă.