Изследователи от технологични компании твърдят, че са завършили първата успешна квантова телепортация на дълги разстояния, пробив, който може да проправи пътя за това квантовия интернет да стане реалност. Резултатите от изследванията бяха публикувани в PRX Quantum.
„Ние сме развълнувани от тези резултати“, заяви Панайотис Спенцурис, ръководител на квантовата научна програма на Фермилаб и един от съавторите на статията.
„Това е ключово постижение по пътя към изграждането на технология, която ще предефинира начина, по който реализираме глобалната комуникация.“
Но какво представляват квантовият компютър и квантовият интернет?
Е, първо трябва да разберем как работят традиционните компютри, преди да се задълбочим във възможностите на техните братовчеди от космическата ера. Компютрите работят чрез използване на входове, наречени битове, които са или „включени“ или „изключени“, на които се присвояват числата „1“ или „0“. От тези входове компютърът може бързо да обработва огромен брой изчисления и чрез използването на повече превключватели в даден компютърен чип, който може да бъде или 1, или 0, можете да увеличите процесорната му мощ .
Сега, нека да вкараме и квантовите състояния в уравнението. Квантовите частици са сложни малки частици, които могат да съществуват в три състояния в сравнение със стандартните две. В компютър те могат да бъдат или 1, 0, или и двете едновременно (наречени суперпозиция). Те представляват различен тип входове, наречени qubits, и те съставляват основата на квантовите изчисления.
За да се постигне цялостен квантов интернет, тези кубити трябва да се транспортират на дълги разстояния от едно устройство на друго, подобно на начина по който работи „нормалния“ интернет. Но както при всичко квантово, движението на данни е много по-сложно, отколкото просто предаването им по Ethernet кабел.
Целта на изследователите е да постигнат квантово телепортиране, при който кубитите се предават през съвременни влакнести мрежи, използвайки „заплитане“. Квантовите частици имат странна способност да се свързват помежду си, като се „заплитат“ заедно. Ако заплетената двойка частици е разделена между две различни места, е възможно да се предаде информация между тях – теоретично на голямо разстояние. Досега обаче редица проблеми пречеха на квантовата телепортация да се превърне в реалност. Например, една теория гласи, че не можете да копирате точно квантова информация (теоремата за не-клониране) и така предаването на разстояние може да е ненадеждно.
Използвайки готова технология, изследователите най-накрая успяха да завършат квантовата телепортация на дълги разстояния. Те успешно предадоха кубити на разстояние от 44 километра (27,3 мили) с вярност (колко „точна“ е информацията) от 90%, нещо, който никоя компания не е успяла да постигне по-рано. Изследователите смятат, че това е огромна стъпка към бъдещето на компютрите и комуникацията.
Квантовият интернет ще промени познатия свят на технологиите с данни, които се движат по-бързо, по-сигурно и вероятно невъзможно да бъдат откраднати. Преминаването от конвенционални компютри към квантови компютри е мечта на много изследователи и изглежда все по-вероятно това да стане реалност.
Все още има да се измине доста път преди квантовият интернет да стане жизнеспособна реалност. Квантовите частици все още са изключително трудни за проучване и измерване и прецизността също трябва да се подобри, преди да може да се реализира надеждно предаване на данни. Наред с това, подобна мрежа почти сигурно ще бъде изключително скъпа и следователно не особено съвместима с повечето мрежи в близко бъдеще, но можем да помечтаем. Въпреки това, постигането на квантово телепортиране е изключително обещаваща стъпка напред.
„Ние сме много горди, че постигнахме този крайъгълен камък в устойчивите, високоефективни и мащабни системи за квантово телепортиране“, заяви Мария Спиропулу, професор по физика в Шан-И Чен в Калтех и директор на изследователската програма IN-Q-NET.
„Резултатите ще бъдат допълнително подобрени с предстоящи ъпгрейди на системата, които очакваме да завършим до Q2 2021“, добави тя.