Κβαντική τηλεμεταφορά που επιτεύχθηκε μέσω Διαδικτύου για πρώτη φορά… Σε μια συναρπαστική ανακάλυψη, οι φυσικοί πέτυχαν κβαντική τηλεμεταφορά μέσω του διαδικτύου για πρώτη φορά, σηματοδοτώντας ένα σημαντικό βήμα προόδου στην κβαντική πληροφορική και την τεχνολογία επικοινωνίας. Η κβαντική τηλεμεταφορά περιλαμβάνει τη μεταφορά της κβαντικής κατάστασης ενός σωματιδίου σε άλλο σωματίδιο, επιτρέποντας την αποστολή πληροφοριών χωρίς να μετακινείται το ίδιο το σωματίδιο. Αυτή η διαδικασία βασίζεται στην κβαντική μηχανική, ειδικά σε μια έννοια που ονομάζεται κβαντική εμπλοκή.
Χρησιμοποιώντας την υπάρχουσα ρύθμιση του διαδικτύου, οι ερευνητές απέδειξαν ότι οι κβαντικές τεχνολογίες μπορούν να λειτουργήσουν με τα τρέχοντα συστήματα επικοινωνίας. Αυτό ανοίγει την πόρτα σε δυνατότητες αλλαγής παιχνιδιών όπως η ασφαλής, σούπερ γρήγορη μεταφορά δεδομένων, καθώς και η πρόοδο σε πεδία όπως η κρυπτογραφία και η κατανεμημένη υπολογιστική. Η επιτυχία αυτού του πειράματος έχει μεγάλες επιπτώσεις σε πολλές βιομηχανίες και τομείς της επιστήμης.
Θα μπορούσε να οδηγήσει σε άρρηκτη κρυπτογράφηση, να βοηθήσει στην κατασκευή κβαντικών υπολογιστών μεγάλης κλίμακας, ακόμα και να ανοίξει το δρόμο για ένα “κβαντικό διαδίκτυο” που χρησιμοποιεί αρχές κβαντικής μηχανικής. Επιπλέον, εμβαθύνει την κατανόηση των κβαντικών συστημάτων και θέτει το στάδιο για μελλοντικές ανακαλύψεις. Καθώς οι επιστήμονες συνεχίζουν να εξερευνούν την κβαντική τεχνολογία, αυτό το επίτευγμα ορόσημο στην κβαντική τηλεμεταφορά μέσω του Διαδικτύου είναι ένα τεράστιο άλμα Υπόσχεται να μεταμορφώσει τις βιομηχανίες και να φέρει μια νέα εποχή ασφαλούς, υψηλής ταχύτητας επικοινωνίας και πληροφορικής.
To sciencealert.com γράφει: Μια κβαντική κατάσταση φωτός έχει τηλεμεταφερθεί επιτυχώς μέσα από περισσότερα από 30 χιλιόμετρα (περίπου 18 μίλια) καλωδίου οπτικών ινών εν μέσω χειμάρρου κίνησης στο Διαδίκτυο – ένα κατόρθωμα της μηχανικής που κάποτε θεωρούνταν αδύνατο.
Η εντυπωσιακή επίδειξη από ερευνητές στις ΗΠΑ μπορεί να μην σας βοηθήσει να ξεκινήσετε τη δουλειά σας για να ξεπεράσετε την πρωινή κίνηση ή να κατεβάσετε τα αγαπημένα σας βίντεο με γάτες πιο γρήγορα.
Ωστόσο, η δυνατότητα τηλεμεταφοράς κβαντικών καταστάσεων μέσω της υπάρχουσας υποδομής αντιπροσωπεύει ένα μνημειώδες βήμα προς την επίτευξη ενός κβαντικού δικτύου υπολογιστών , βελτιωμένης κρυπτογράφησης ή ισχυρών νέων μεθόδων ανίχνευσης .
«Αυτό είναι απίστευτα συναρπαστικό γιατί κανείς δεν πίστευε ότι ήταν δυνατό», λέει ο Πρεμ Κουμάρ, μηχανικός υπολογιστών του Πανεπιστημίου Northwestern που ηγήθηκε της μελέτης.
“Η δουλειά μας δείχνει μια πορεία προς τα κβαντικά και κλασικά δίκτυα επόμενης γενιάς που μοιράζονται μια ενοποιημένη υποδομή οπτικών ινών. Βασικά, ανοίγει την πόρτα για την προώθηση των κβαντικών επικοινωνιών στο επόμενο επίπεδο.”
Έχοντας μια παροδική ομοιότητα με τα συστήματα μεταφοράς Star Trek που μεταφέρουν επιβάτες σε χρόνο και χώρο εν ριπή οφθαλμού, η τηλεμεταφορά παίρνει τις κβαντικές δυνατότητες ενός αντικειμένου σε μια τοποθεσία και, καταστρέφοντάς το προσεκτικά, δημιουργεί την ίδια ισορροπία δυνατοτήτων σε ένα παρόμοιο αντικείμενο σε άλλη τοποθεσία.
Αν και οι πράξεις μέτρησης των δύο αντικειμένων σφραγίζουν τη μοίρα τους στην ίδια στιγμή, η διαδικασία εμπλοκής των κβαντικών ταυτοτήτων τους εξακολουθεί να απαιτεί την αποστολή ενός μόνο κύματος πληροφοριών μεταξύ σημείων στο διάστημα.
Όπως το νήμα νεράιδας σε ένα ανοιξιάτικο ντους, η κβαντική κατάσταση οποιουδήποτε αντικειμένου είναι μια θολή κηλίδα πιθανότητας που κινδυνεύει να λιώσει στην πραγματικότητα λίγες στιγμές μετά τη δημιουργία. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ακτινοβολίας και η θερμική πρόσκρουση και λείανση των κινούμενων σωματιδίων μειώνει γρήγορα την κβαντική σημασία σε αποσυνοχή εάν δεν προστατεύεται με κάποιο τρόπο.
Η θωράκιση των κβαντικών καταστάσεων μέσα στους υπολογιστές είναι ένα πράγμα. Η αποστολή ενός μόνο φωτονίου μέσω οπτικών ινών που βουίζει με τραπεζικές συναλλαγές, βίντεο με γάτες και μηνύματα κειμένου ενώ προστατεύει την κβαντική του κατάσταση είναι πολύ πιο τρομακτικό. Μπορείτε επίσης να ρίξετε το κβαντικό νήμα νεράιδων σας στο Μισισιπή και να ελπίζετε ότι στο τέλος θα έχει τόσο καλή γεύση.
Για να διατηρήσουν την πολύτιμη κατάσταση του μοναχικού φωτονίου τους έναντι ενός ρεύματος 400 gigabit ανά δευτερόλεπτο κίνησης στο διαδίκτυο, η ομάδα ερευνητών εφάρμοσε μια ποικιλία τεχνικών που περιόρισαν το κανάλι του φωτονίου και μείωσαν τις πιθανότητες να διασκορπιστεί και να αναμιχθεί με άλλα κύματα.
«Μελετήσαμε προσεκτικά πώς διαχέεται το φως και τοποθετήσαμε τα φωτόνια μας σε ένα δικαστικό σημείο όπου αυτός ο μηχανισμός σκέδασης ελαχιστοποιείται», λέει ο Kumar.
«Βρήκαμε ότι μπορούσαμε να εκτελέσουμε κβαντική επικοινωνία χωρίς παρεμβολές από τα κλασικά κανάλια που υπάρχουν ταυτόχρονα».
Ενώ άλλες ερευνητικές ομάδες έχουν μεταδώσει με επιτυχία κβαντικές πληροφορίες παράλληλα με κλασικές ροές δεδομένων σε προσομοιώσεις του Διαδικτύου, η ομάδα του Kumar είναι η πρώτη που τηλεμεταφέρει μια κβαντική κατάσταση παράλληλα με μια πραγματική ροή Διαδικτύου.
Κάθε δοκιμή υποδηλώνει περαιτέρω ότι το κβαντικό διαδίκτυο είναι αναπόφευκτο , δίνοντας στους μηχανικούς υπολογιστών μια εντελώς νέα εργαλειοθήκη για τη μέτρηση, την παρακολούθηση, την κρυπτογράφηση και τον υπολογισμό του κόσμου μας όπως ποτέ άλλοτε, χωρίς να χρειάζεται να εφεύρουν ξανά το Διαδίκτυο για να το κάνουν.
«Η κβαντική τηλεμεταφορά έχει την ικανότητα να παρέχει κβαντική συνδεσιμότητα με ασφάλεια μεταξύ γεωγραφικά απομακρυσμένων κόμβων», λέει ο Kumar.
“Αλλά πολλοί άνθρωποι έχουν από καιρό υποθέσει ότι κανείς δεν θα κατασκεύαζε εξειδικευμένη υποδομή για να στείλει σωματίδια φωτός. Εάν επιλέξουμε σωστά τα μήκη κύματος, δεν θα χρειαστεί να δημιουργήσουμε νέα υποδομή. Κλασικές επικοινωνίες και κβαντικές επικοινωνίες μπορούν να συνυπάρχουν.”
Αυτή η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Optica .
