Οι μηχανικοί του Πανεπιστημίου Northwestern έκαναν μια αξιοσημείωτη πρόοδο στον κβαντικό υπολογισμό και την επικοινωνία, επιδεικνύοντας κβαντική τηλεμεταφορά μέσω ενός τυπικού καλωδίου οπτικών ινών που ήδη μεταφέρει καθημερινή κίνηση στο Διαδίκτυο.
Αυτή η εξέλιξη δείχνει ότι η κβαντική επικοινωνία μπορεί να μην απαιτεί αποκλειστικές γραμμές, γεγονός που ανοίγει το δρόμο για ευκολότερη και πιο διαδεδομένη ενσωμάτωση της κβαντικής και της κλασικής κοινής χρήσης δεδομένων.
Οι ειδήσεις επικεντρώνονται στην ιδέα ότι τα κβαντικά σήματα – πληροφορίες που μεταφέρονται από ευαίσθητα σωματίδια φωτός γνωστά ως φωτόνια – μπορούν να ταξιδεύουν παράλληλα με την καθημερινή κίνηση στο Διαδίκτυο χωρίς να χάσουν την ακεραιότητά τους.
Αυτή η ανακάλυψη καταδεικνύει την κβαντική τηλεμεταφορά, μια διαδικασία όπου η κατάσταση ενός σωματιδίου (όπως ένα φωτόνιο) μεταφέρεται σε ένα άλλο απομακρυσμένο σωματίδιο χωρίς το αρχικό σωματίδιο να κινείται φυσικά.
Με τη χρήση μπερδεμένων φωτονίων, αυτή η μέθοδος επιτρέπει την ασφαλή, σχεδόν στιγμιαία κοινή χρήση δεδομένων και ανοίγει το δρόμο για μελλοντικά κβαντικά δίκτυα.
Αυτό το επίτευγμα ξεπερνά ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στο να γίνουν τα κβαντικά δίκτυα πρακτική πραγματικότητα.
Ο Prem Kumar , ο οποίος επέβλεψε την έρευνα, είναι καθηγητής ηλεκτρολογίας και μηχανικής υπολογιστών στη Σχολή Μηχανικών McCormick του Northwestern . Είναι γνωστός για τη συμβολή του στην κβαντική επικοινωνία και υπηρετεί ως διευθυντής του Κέντρου Φωτονικής Επικοινωνίας και Υπολογιστών.
Η κβαντική τηλεμεταφορά ξεχωρίζει επειδή χρησιμοποιεί την διεμπλοκή ως τρόπο ανταλλαγής πληροφοριών χωρίς να στέλνει ύλη σε μεγάλη απόσταση.
Έκτοτε, οι επιστήμονες έχουν δοκιμάσει την κβαντική διεμπλοκή σε εργαστήρια, με αποκορύφωμα την επίσημη πρόταση για κβαντική τηλεμεταφορά το 1993.
Μία από τις μεγαλύτερες έλξεις της κβαντικής τηλεμεταφοράς είναι ότι μπορεί να συμβεί σχεδόν τόσο γρήγορα όσο και τα ταξίδια του φωτός.
«Αυτό είναι απίστευτα συναρπαστικό γιατί κανείς δεν πίστευε ότι ήταν δυνατό. Η εργασία 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», δήλωσε ενθουσιασμένος ο Kumar.
«Η κβαντική τηλεμεταφορά έχει τη δυνατότητα να παρέχει κβαντική συνδεσιμότητα με ασφάλεια μεταξύ γεωγραφικά απομακρυσμένων κόμβων», είπε ο Kumar.
Προηγούμενες εργασίες πρότειναν ότι τα μεγάλης κλίμακας κβαντικά δίκτυα μπορεί να χρειάζονται εξειδικευμένα συστήματα. Τώρα, τα ευρήματά του αποκαλύπτουν ότι αυτό μπορεί να μην είναι απολύτως απαραίτητο, εάν τα σήματα τοποθετηθούν ακριβώς στη σωστή θέση στο φάσμα.
Ακόμη και πέρα από τους υπολογιστές, τα κβαντικά δίκτυα έχουν τη δυνατότητα να ωθήσουν νέες τεχνολογίες στην κρυπτογράφηση, την απεικόνιση και τα θεμελιώδη πειράματα φυσικής.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Optica .
photo: pixabay
