Vedci v USA dosiahli prelomový úspech v oblasti kvantovej fyziky. Podarilo sa im totiž teleportovať kvantový stav svetla cez viac než 30 kilometrov optického vlákna, a to uprostred bežnej internetovej prevádzky. Experiment, ktorý ešte donedávna patril do sféry teórie, predstavuje zásadný krok smerom k vytvoreniu kvantových komunikačných sietí, ktoré môžu v budúcnosti zabezpečiť ultra-bezpečné šifrovanie a revolučné spôsoby prenosu informácií. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

„Je to obrovský pokrok, pretože nikto si nemyslel, že je to možné,“ uviedol Prem Kumar, vedúci výskumu z Northwestern University. „Naša práca ukazuje, že kvantová a klasická komunikácia môžu fungovať v jednej infraštruktúre, čím otvárame cestu k novej generácii internetu.“

Prvý prenos kvantového stavu cez optickú sieť

Teleportácia v kvantovom kontexte neznamená premiestnenie objektu ako v sci-fi filmoch, ale prenos informácie o kvantovom stave z jednej častice na druhú. Tento proces využíva fenomén kvantového previazania, pri ktorom sú dve častice spojené tak, že akákoľvek zmena jednej okamžite ovplyvní druhú, bez ohľadu na vzdialenosť medzi nimi. Uvedená vlastnosť umožňuje, aby kvantová informácia bola prenesená bez toho, aby sa fyzicky pohybovala častica, ktorá ju pôvodne niesla.

DALL-E

Jedným z hlavných problémov kvantovej komunikácie je krehkosť kvantových stavov. Kvantová informácia existuje v superpozícii, čo znamená, že častica môže byť v viacerých stavoch naraz, no pri akomkoľvek vonkajšom zásahu sa táto delikátna rovnováha naruší. Tento jav, známy ako dekoherencia, je spôsobený interakciou kvantových systémov s okolitým prostredím, čo vedie k strate kvantových vlastností.

V klasických kvantových počítačoch sa tento problém rieši extrémnym chladením a špeciálnymi tieniacimi technológiami. No poslať kvantovú informáciu cez optické vlákna, ktoré sú zaplnené bežným dátovým prenosom – od bankových transakcií až po streamovanie videí – je oveľa náročnejšia úloha.

Midjourney/Úprava redakcie

Kumarov tím tento problém vyriešil precíznym umiestnením kvantových fotónov do špecifického spektrálneho pásma, kde je riziko rozptylu minimalizované. „Dôkladne sme študovali, ako sa svetlo v optických vláknach rozptyľuje, a našli sme optimálne podmienky, v ktorých môžeme posielať kvantové informácie bez rušenia klasickými signálmi,“ vysvetlil Kumar.

Hoci v minulosti už prebehli simulácie podobných experimentov, tento výskum je prvým prípadom, keď sa kvantová teleportácia podarila v reálnej internetovej infraštruktúre s prevádzkou dosahujúcou 400 gigabitov za sekundu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky