Cercetătorii au reușit să transmită date cuantice folosind cabluri optice standard şi Protocolul de Internet (IP), deschizând calea pentru rețelele cuantice viitoare ce ar putea folosi infrastructura internetului actual.
Într-un studiu publicat pe 28 august în jurnalul științific Science, o echipă de cercetători a utilizat un cip cuantic personalizat pentru a împacheta datele cuantice alături de un semnal optic standard și a le transmite prin infrastructura comercială existentă.
Această realizare marchează prima oară 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 existente, fără a necesita o infrastructură dedicată.
„Spre deosebire de experimentele anterioare care necesitau configurații izolate, în laborator sau infrastructuri specializate, această abordare integrează comunicația cuantică în rețelele lumii reale pentru prima dată,” a declarat Liang Feng, profesor de științe ale materialelor și inginerie electrică la Universitatea din Pennsylvania, într-un email pentru Live Science.
„Cipul nostru cuantic, denumit Q-Chip, permite controlul semnalelor cuantice și clasice, astfel încât acestea să călătorească împreună prin aceleași cabluri de fibră optică, utilizând protocoalele standard de internet.”
Datele cuantice sunt purtate de qubiți — unitățile de bază ale informației cuantice. Spre deosebire de biții clasici, care sunt reprezentați ca 0 sau 1, qubiții pot exista într-o suprapoziție a ambelor stări.
Qubiții pot deveni și încâlciti, ceea ce înseamnă că starea unuia este legată simbiotic de starea altuia, indiferent de distanța dintre ei. Aceste proprietăți permit calculatoarelor cuantice să efectueze calcule mult peste capacitatea calculatoarelor convenționale — în paralel, nu în secvență.
Totuși, aceleași proprietăți fac datele cuantice notoriu de fragile. Stările cuantice se prăbușesc când sunt observate sau măsurate, ceea ce face extrem de dificilă manipularea informațiilor cuantice. În internetul clasic, traficul este direcționat de rutere care citesc și interpretează informațiile pe măsură ce traversează rețeaua. Acest lucru nu se poate face cu particulele cuantice fără a distruge datele transmise, deoarece suprapoziția se prăbușește imediat ce este observată.
Q-Chip, care reprezintă „internetul hibrid cuantic-clasic prin fotonică”, abordează această provocare prin asocierea fiecărui semnal cuantic cu un „antet” clasic — un pachet de date care conține informații despre rutare și timp, codat într-un impuls laser de fibră optică.