Tým vědců ze Severozápadní univerzity dosáhl průlomu v oblasti kvantové komunikace. S využitím optického kabelu, který se již používá pro internetový provoz, tým odborníků prokázal, že kvantová teleportace je možná bez nutnosti budovat zcela novou infrastrukturu. Tento experiment potvrzuje, že kvantová informace může koexistovat s klasickou komunikací, a posouvá tak vizi hybridních sítí, které využívají výhod obou světů.
Kvantová teleportace nezahrnuje fyzické posílání částic na velké vzdálenosti, ale využití fenoménu provázanosti. Když se dvě částice propletou, sdílejí vlastnosti, které zůstávají v korelaci bez ohledu na vzdálenost mezi nimi. Klíčem je tedy přenos informací z jedné částice na druhou, aniž by cestovaly běžným způsobem, což otevírá dveře komunikačním systémům, které by mohly nabídnout vyšší rychlost a bezpečnost ve srovnání se současnými technologiemi. Mnozí odborníci to považovali za naprosto nemožné dosáhnout, ale zdá se, že tato skepse je díky novým poznatkům hladce překonána a tento experiment je milníkem, který mění pravidla hry v kvantové výpočetní technice.
Budoucnost, která je již zde
Aby výzkumná skupina ověřila svůj návrh, testovala současné odesílání internetového provozu a kvantových dat po desítkách kilometrů vláken. Použili vysílač a přijímač k umístění fotonů s přesnými kvantovými stavy a proces měření k ověření, že data byla úspěšně přenesena na vzdálený konec, aniž by fyzicky odeslali původní fotony. Tímto způsobem se ukázalo, že lze využít stejný kanál, což je pro kvantovou technologii v budoucnu neuvěřitelně důležitý skok.
Dalšími kroky v tomto směru výzkumu je prodloužení vzdálenosti, kterou urazí entanglované fotony, a zavedení schémat výměny entanglementu zahrnujících více než jeden pár částic. To by posílilo technologický základ pro budování kvantových sítí s větším dosahem. Kromě toho se plánují testy mimo kontrolované laboratorní prostředí s využitím skutečných podzemních kabelů, které by pomohly posoudit stabilitu těchto spojení v každodenních scénářích. Jde tedy o kvantový skok vpřed v kvantové technologii, a to naprosto otřesný. Navíc probíhá skutečná soutěž o to, která země je v této oblasti nejúspěšnější, přičemž Čína nedávno překonala všechny rekordy se svým kvantovým počítačem.
Související článek
Možnost propojení kvantových sítí se stávající infrastrukturou má naprosto neuvěřitelné důsledky. Na jedné straně by to usnadnilo přijetí bezpečnějších šifrovacích systémů, neboť kvantová teleportace slibuje větší odolnost proti útokům založeným na dnešních počítačích, kterým by prolomení šifrovacích systémů trvalo celá staletí. Na druhé straně otevírá cestu k vytvoření distribuovaných sítí senzorů s vynikajícími schopnostmi měření fyzikálních veličin, od astronomických pozorování až po vysoce přesné metrologické aplikace. Nejedná se tedy pouze o špičkovou technologii pro zabezpečení, ale bude mít i vědecké přístupy, které překonají úskalí, jež byla doposud problematická.
Jednou z hlavních výzev tohoto experimentu byla koexistence běžného datového provozu s choulostivým kvantovým signálem, jak uvádí Northwestern Now. Běžně optický kabel přenáší miliony fotonů určených pro komunikaci, kterou máme dnes. Úkolem bylo najít optimální bod, kam umístit fotony určené pro experiment a minimalizovat šum generovaný ostatními signály obíhajícími stejným kanálem. Na základě podrobné analýzy vzorců rozptylu světla byla vybrána méně zatížená vlnová délka a byly použity pokročilé filtry, které chrání kvantový signál před možným rušením.