- Kvantový internet se blíží, nová technologie slibuje revoluci v oblasti šifrování dat, online bezpečnosti a výpočetního výkonu
- Vědcům se podařilo propojit qubity na vzdálenost 35 kilometrů
- Kvantový internet využívá pro přenos „křehkých“ qubitů optické kabely
Kvantové počítače sice stále dělají jen první krůčky, ale vědci na celém světě už kladou základy kvantového internetu. Nezávislé studie provedené výzkumníky z ústavů ve třech různých zemích prokázaly, že je možné přenášet kvantové bity (qubity) na delší vzdálenosti prostřednictvím optických kabelů.
Tento průlom má obrovský význam. Vzhledem k tomu, že technologičtí giganti usilují o budování odolných kvantových počítačů, je přechod z binárního světa do kvantového světa podmíněn spolehlivou metodou přenosu dat. Na rozdíl od klasických bitů, které cestují jako světelné signály uvnitř optických kabelů a lze je snadno číst, zesilovat a přenášet na velké vzdálenosti, jsou qubity mnohem křehčí. I samotný pokus o jejich pozorování může změnit jejich stav. Tato vrozená křehkost představuje značnou výzvu. Světelné signály, které nelze zesilovat, se na velké vzdálenosti degradují, takže jsou nevhodné pro dálkovou kvantovou komunikaci. Kvantový internet však pro svůj rozvoj potřebuje využít stávající infrastrukturu optických kabelů.
Rekordní přenos qubitů na 35 kilometrech
V srdci experimentu leží unikátní zařízení na bázi diamantu. Lukinův tým zakódoval kvantové informace do kombinací elektronových a jaderných stavů. Do diamantových krystalů navíc integroval atomy křemíku, čímž rozšířil možnosti manipulace s qubity. Tato rafinovaná metoda umožnila vědcům dosáhnout bezprecedentní úrovně provázanosti – fenoménu, kdy qubity sdílejí vzájemnou závislost, i když jsou fyzicky odděleny. V tomto případě dokonce vědci prokázali provázanost mezi dvěma uzly kvantové paměti propojenými optickou smyčkou o délce 35 kilometrů.
Jak to všechno funguje? Představte si dva kvantové uzly. Tyto uzly musejí být udržovány v extrémně nízkých teplotách, aby qubity uvnitř nich fungovaly správným způsobem. Místo obvyklého vysílání fotonů přímo z qubitů pro dosažení propletení vědci použili chytrý trik s fotony. Vyslali jeden foton, který se v prvním uzlu propletl s atomem křemíku. Tento foton poté putoval optickým kabelem do druhého uzlu. Ve druhém uzlu se setkal s dalším atomem křemíku a předal mu „tajnou informaci“ o propletení z prvního uzlu. Díky tomu se i druhý qubit propletl s prvním, ačkoliv se nikdy fyzicky nesetkaly!
Proč se od této metody tolik očekává?
Vysíláním fotonů se ztrácí méně energie a celý proces propletení je tak plynulejší. Manipulace s fotony je přesnější, takže se snižuje riziko chyb a propletení je spolehlivější. Navíc s pomocí fotonů je možné propojovat kvantové uzly na mnohem větší vzdálenosti, čímž se otevírají nové možnosti pro kvantové sítě.
