Kvantno stanje svjetlosti uspješno je teleportirano kroz više od 30 kilometara optičkog kabla usred bujice internetskog prometa – inženjerski pothvat koji se nekoć smatrao nemogućim.
Impresivna demonstracija istraživača iz SAD možda vam neće pomoći da se brzo prebacite na posao kako biste svladali jutarnji promet ili da brže preuzmete svoje omiljene videozapise o mačkama.
Međutim, sposobnost teleportiranja kvantnih stanja kroz postojeću infrastrukturu predstavlja monumentalan korak prema postizanju kvantno povezane računalne mreže, poboljšane enkripcije ili snažnih novih metoda detekcije.
"Ovo je nevjerovatno uzbudljivo jer niko nije mislio da je to moguće", kaže Prem Kumar, inženjer računarstva sa Univerziteta Northwestern koji je vodio studiju.
"Naš rad pokazuje put prema kvantnim i klasičnim mrežama sljedeće generacije koje dijele jedinstvenu infrastrukturu optičkih vlakana. U osnovi, otvara vrata guranju kvantnih komunikacija na sljedeću razinu."
Imajući usputnu sličnost s transportnim sistemima iz Zvjezdanih staza koji u tren oka prikazuju putnike kroz vrijeme i prostor, teleportacija uzima kvantne mogućnosti objekta na jednom mjestu i, pažljivo ga uništavajući, nameće istu ravnotežu mogućnosti na sličan objekt na drugom mjestu.
Iako činovi mjerenja dva objekta zapečaćuju njihove sudbine u istom trenutku, proces ispreplitanja njihovih kvantnih identiteta još uvijek zahtijeva slanje jednog vala informacija između točaka u prostoru.
Poput vilinskog konca u proljetnom pljusku, kvantno stanje bilo kojeg objekta maglovita je mrlja mogućnosti s rizikom da se stopi u stvarnost nekoliko trenutaka nakon stvaranja. Elektromagnetski valovi zračenja i toplinsko udaranje i mljevenje pokretnih čestica brzo smanjuju kvantni značaj u dekoherenciju ako nije na neki način zaštićen.
Zaštita kvantnih stanja unutar računala je jedna stvar. Slanje jednog fotona kroz optička vlakna koja bruje bankovnim transakcijama, mačjim video zapisima i tekstualnim porukama uz zaštitu njegovog kvantnog stanja daleko je zastrašujuće. Možete isto tako baciti svoj kvantni vilinski konac u Mississippi i nadati se da će na kraju imati jednako dobar okus.
Kako bi sačuvali dragocjeno stanje svog usamljenog fotona protiv struje internetskog prometa od 400 gigabita po sekundi, tim istraživača primijenio je razne tehnike koje su ograničile kanal fotona i smanjile šanse da se rasprši i pomiješa s drugim valovima.
"Pažljivo smo proučili kako se svjetlost raspršuje i postavili naše fotone na mjerodavnu točku gdje je taj mehanizam raspršenja minimiziran", kaže Kumar.
"Otkrili smo da možemo izvesti kvantnu komunikaciju bez smetnji klasičnih kanala koji su istovremeno prisutni."
Dok su druge istraživačke skupine uspješno prenosile kvantne informacije uz klasične tokove podataka u simulacijama interneta, Kumarov tim je prvi koji je teleportirao kvantno stanje uz stvarni tok interneta.
Svaki test dalje sugerira da je kvantni internet neizbježan , dajući računalnim inženjerima potpuno novi alat za mjerenje, nadziranje, šifriranje i izračunavanje našeg svijeta kao nikada prije, bez potrebe da ponovno izmišljaju internet da bi to učinili.
"Kvantna teleportacija ima mogućnost sigurne kvantne povezanosti između geografski udaljenih čvorova", kaže Kumar.
"Ali mnogi ljudi već dugo pretpostavljaju da niko neće graditi specijaliziranu infrastrukturu za slanje čestica svjetlosti. Ako pravilno odaberemo valne duljine, nećemo morati graditi novu infrastrukturu. Klasične komunikacije i kvantne komunikacije mogu koegzistirati."
