Квантово състояние на светлината беше успешно пренесено през повече от 30 километра оптичен кабел сред поток от интернет трафик - постижение на техниката, което някога се смяташе за невъзможно.

Впечатляващата демонстрация, направена от изследователи в САЩ през 2024 г., може да не ви помогне да се телепортирате на работа, за да изпреварите сутрешния трафик, или да изтеглите по-бързо любимите си филми или игри.

Възможността за телепортиране на квантови състояния през съществуващата инфраструктура обаче представлява монументална стъпка към постигането на квантово свързана компютърна мрежа, подобрено криптиране или мощни нови методи за сензориране.

„Това е изключително вълнуващо, защото никой не смяташе, че е възможно“, казва Прем Кумар, компютърен инженер от Северозападния университет, ръководител на изследването. „Нашата работа показва пътя към квантови и класически мрежи от следващо поколение, които споделят единна оптична инфраструктура. По същество тя отваря вратата за преминаване на квантовите комуникации на следващото ниво.“

Приличайки на транспортните системи от „Стар Трек“, които пренасят пътниците във времето и пространството за миг, телепортацията взема квантовите възможности на обект на едно място и чрез внимателното му унищожаване налага същия баланс на възможностите на подобен обект на друго място.

Въпреки че действията по измерване на двата обекта запечатват съдбите им в един и същи миг, процесът на заплитане на квантовите им идентичности все още изисква изпращането на една вълна информация между точки в пространството.

Подобно на сюжет на приказка, квантовото състояние на всеки обект е мъгливо петно от възможности, което рискува да се разтопи в реалността миг след създаването му. Електромагнитните вълни на излъчване и термичното блъскане на движещи се частици бързо свеждат квантовата значимост до декохерентност, ако тя не е защитена по някакъв начин.

Защитата на квантовите състояния в компютрите е едно нещо. Изпращането на единичен фотон през оптични влакна, в които се извършват банкови транзакции, видеоклипове с котки и текстови съобщения, като същевременно се защитава квантовото му състояние, е много по-трудно.

За да запазят скъпоценното състояние на своя самотен фотон в условията на интернет трафик от 400 гигабита в секунда, екипът изследователи прилага различни техники, които ограничават канала на фотона и намаляват вероятността той да се разсее и смеси с други вълни.

„Внимателно проучихме как се разсейва светлината и поставихме нашите фотони в съдебна точка, където този механизъм на разсейване е сведен до минимум“, казва Кумар. „Установихме, че можем да осъществяваме квантова комуникация без смущения от класическите канали, които присъстват едновременно.“

Докато други изследователски групи успешно са предавали квантова информация заедно с класически потоци от данни в симулации на интернет, екипът на Кумар е първият, който телепортира квантово състояние заедно с реален интернет поток.

Всеки тест показва, че квантовият интернет е неизбежен, давайки на компютърните инженери изцяло нов инструментариум за измерване, наблюдение, криптиране и изчисляване на нашия свят, както никога досега, без да е необходимо да се изобретява интернет за това.

„Квантовата телепортация има способността да осигури квантова свързаност по сигурен начин между географски отдалечени възли“, завършва Кумар. „Много хора дълго време предполагаха, че никой няма да изгради специализирана инфраструктура за изпращане на частици светлина. Ако изберем правилно дължините на вълните, няма да се налага да изграждаме нова инфраструктура. Класическите комуникации и квантовите комуникации могат да съществуват едновременно.“

Снимка: Unsplash/alphaspirit it/Canva)

Виж още: Най-новата версия на Gorilla Glass може да издържи практически всяка непохватност от ваша страна