Internetul cuantic devine realitate: Un nou cip permite transmiterea semnalelor cuantice prin cabluri optice existente

Cercetătorii au reușit să transmită date cuantice folosind cabluri optice standard și Protocolul de Internet (IP), deschizând calea pentru rețele cuantice care ar putea funcționa pe infrastructura internetului actual.

Într-un studiu publicat pe 28 august în revista Science, o echipă de cercetători a folosit un cip cuantic personalizat pentru a împacheta date cuantice alături de un semnal optic standard și a le transmite prin infrastructura comercială existentă.

Această realizare marchează prima dată când datele cuantice au fost transmise folosind Protocolul de Internet (IP), standardul de comunicații care stă la baza rețelelor de bandă largă de astăzi. Rezultatele sugerează că comunicațiile cuantice ar putea funcționa pe rețelele deja în uz, fără a necesita o infrastructură dedicată.

„Spre deosebire de experimentele anterioare care necesitau configurații izolate, în laboratoare sau infrastructuri specializate, această abordare integrează comunicația cuantică în rețelele reale pentru prima dată,” a declarat pentru Live Science Liang Feng, profesor de știința materialelor și inginerie electrică la Universitatea din Pennsylvania.

Cipul Q, sau „internet hibrid cuantic-clasic prin fotonică”, abordează această provocare prin asocierea fiecărui semnal cuantic cu un „antet” clasic – un pachet de date care conține informații de rutare și de temporizare codificate într-un impuls laser prin fibră optică.

Datele cuantice sunt transportate de qubiți – unitățile de bază ale informației cuantice. Spre deosebire de biții computerelor clasice, care sunt reprezentați fie ca 0, fie ca 1, qubiții pot exista într-o superpoziție a ambelor stări.

Qubiții pot deveni, de asemenea, încâlciți, ceea ce înseamnă că starea unuia este legată simbiotic de starea altuia, indiferent de distanța dintre aceștia. Aceste proprietăți permit computerelor cuantice să efectueze calcule mult dincolo de capacitatea computerelor convenționale – în paralel, nu în secvență.

Totuși, aceleași proprietăți fac datele cuantice notoriu fragile. Stările cuantice se prăbușesc atunci când sunt observate sau măsurate, făcând informațiile cuantice extrem de dificil de manipulat. În internetul clasic, traficul este direcționat de rutere care citesc și interpretează informațiile pe măsură ce se deplasează prin rețea. Acest lucru nu se poate face cu particulele cuantice fără a distruge datele transmise, deoarece superpoziția se prăbușește imediat ce este observată.