Amerikai kutatók sikeresen teleportáltak egy kvantumos fényállapotot több mint 30 kilométer hosszú optikai kábelen, ráadásul nagy internetes forgalom közepette. Ezt korábban mindenki lehetetlennek tartotta – de a mostani eredmény nem csak tudományos kuriózum, hanem komoly előrelépés az olyan kvantumhálózatok fejlesztése felé, amelyek új szintre emelhetik a titkosítást és a számítási teljesítményt – számol be róla a Science Alert.

„Ez hihetetlenül izgalmas, mert korábban senki sem hitte, hogy lehetséges”

– nyilatkozta mindennek megfelelően Prem Kumar, a Northwestern Egyetem számítástechnikai mérnöke, a kutatás vezetője. A csapat munkája bebizonyította, hogy a kvantum- és klasszikus hálózatok integrációja lehetséges ugyanazon optikai infrastruktúra keretein belül. Kumar szerint ez az előrelépés megnyitja az utat a következő generációs kommunikáció előtt. A kvantumteleportáció persze nem úgy működik, mint a sci-fi filmekben látható transzporterek. Ehelyett egy objektum kvantumállapotának átviteléről van szó egyik helyről a másikra, amihez két részecske között kell úgynevezett fonódást kialakítani, majd az eredeti kvantumállapotot megsemmisítik, amit követően a fogadó oldalon lévő részecske átveszi a megsemmisült részecske kvantumtulajdonságait. A folyamat során azonban klasszikus információt is továbbítani kell a két pont között, hogy az átvitel befejeződhessen.

A kvantumállapotok rendkívül sérülékenyek, mivel a környezeti tényezők, például az elektromágneses hullámok vagy a hőmozgás könnyen megzavarhatják őket, ami „dekoherenciát” okozhat. Míg a kvantumállapotok védelme önmagában is nagy kihívás, az internetes forgalom melletti átvitelük még nehezebb feladat. A kutatók ezt úgy oldották meg, hogy alaposan megvizsgálták, hogyan viselkedik a fény az optikai szálakban. Majd egy olyan hullámhosszt választottak, amely minimalizálta az interferenciát, így megőrizték a kvantumállapotokat, még a másodpercenként 400 gigabites adatáramlás mellett is.

„Megállapítottuk, hogy képesek vagyunk kvantumkommunikációt végrehajtani anélkül, hogy zavarnánk a klasszikus csatornákat”

– magyarázta Kumar. Ellentétben ugyanis a korábbi, laboratóriumi körülmények között végzett kísérletekkel, most először sikerült tehát kvantuminformációt teleportálni a tényleges internetes forgalom mellett.

Mit jelent azonban mindez gyakorlati szempontból? Az SA cikke szerint nem kevesebbet, minthogy a jövőben egy kvantuminternet kiépítése egyenesen elkerülhetetlen – egy ilyen hálózat pedig forradalmasíthatja a biztonságos kommunikációt, a precíz érzékelést és a számítástechnikát – mindezt pedig a fentiekből következően ráadásul anélkül, hogy ehhez új infrastruktúrát kellene létrehozni.

„Ha megfelelően választjuk meg a hullámhosszakat, a klasszikus és a kvantumkommunikáció képes egymás mellett működni”

– tette hozzá Kumar.

(Kép: Pixabay/Lucent_Designs)