Vedcom z Northwestern University v USA sa podarilo úspešne demonštrovať kvantovú previazanosť cez optické káble, ktoré zároveň prenášali bežnú internetovú prevádzku. Táto významná inovácia môže využiť existujúcu globálnu infraštruktúru pre aplikácie kvantového počítania a senzoriky. Kvantové počítače dokážu vykonať výpočty za pár hodín, ktoré by dnešným najrýchlejším superpočítačom trvali desaťročia.

To môže mať zásadný dopad na oblasti ako farmaceutický výskum, finančné modelovanie, optimalizácia systémov či boj proti klimatickej zmene. No aby táto revolučná technológia skutočne zmenila svet, nestačí iba samotné počítanie. Pre globálne využitie musia byť kvantové dáta transportovateľné, podobne ako internet umožňuje výmenu binárnych dát. O téme informoval portál Interesting Engineering.

Kvantová teleportácia

Kvantová teleportácia využíva koncept kvantovej previaznosti, kde sú dve častice prepojené a umožňujú prenášať informácie na veľké vzdialenosti bez potreby cestovania samotných častíc. Na rozdiel od optických komunikácií, kde signály pozostávajú z miliónov častíc, kvantová komunikácia funguje so samostatnými fotónmi.

Tento proces zaručuje okamžitú a bezpečnú komunikáciu, pretože kvantové stavy sú neodpočúvateľné. Kvantová previazanosť umožňuje spojiť vzdialené uzly bez špeciálnej infraštruktúry, ako ukázal tím vedený profesorom Premom Kumarom.

freepik

Kumarov tím čelil náročnej úlohe. Prenášať jemné kvantové signály cez optické káble, ktoré sú zaplavené silnou klasickou komunikáciou. Tento problém prirovnali k bicyklovaniu na diaľnici plnej kamiónov. Tím identifikoval optimálnu vlnovú dĺžku v O-bande, kde sa znižuje šum na úroveň, ktorá neruší kvantové signály. Táto technika umožnila prenášať kvantové dáta spolu s bežným internetovým dátovým tokom, ktorý môže dosahovať rýchlosť terabitov za sekundu, bez vzájomného rušenia.

Kvantové prepojenia

Pre overenie svojej práce výskumníci nastavili 30 km dlhý optický kábel s fotónmi na oboch koncoch. Pomocou protokolu kvantovej teleportácie dokázali, že kvantové informácie boli úspešne prenesené, a to bez akéhokoľvek rušenia bežnou internetovou premávkou. Kumarov tím má ambíciu rozšíriť experiment na reálne internetové siete, nielen na laboratórne podmienky.

Plánujú tiež testovať koncept entanglement swappingu, proces, ktorý umožňuje teleportovať kvantový stav medzi dvoma časticami, ktoré nikdy neinteragovali. Táto metóda bude kľúčová pre aplikácie ako distribuované kvantové počítanie, kvantové senzory a kvantové repeatery, ktoré rozširujú dosah kvantovej komunikácie.