Tim sa Northwestern University pod vodstvom Prema Kumara uspešno je 2024. teleportovao kvantno stanje svetlosti kroz više od 30 km optičkog kabla dok je u istom vlaknu tekao 400 Gbps internet saobraćaj. Eksperiment, objavljen u Optica, pokazuje da klasične i kvantne komunikacije mogu koegzistirati na istoj infrastrukturi bez izgradnje novih mreža. Rezultati otvaraju put ka razvoju kvantnog interneta, boljim metodama šifrovanja i naprednim senzorima.
Kvantna teleportacija preko interneta: Kvantno stanje svetlosti poslato kroz više od 30 km optičkog kabla uz 400 Gbps saobraćaj
Quantum Teleportation Was Achieved Over The Internet For The First Time
Godine 2024. istraživači predvođeni Premom Kumarom sa Northwestern University uspešno su teleportovali kvantno stanje svetlosti kroz više od 30 kilometara optičkog kabla dok je u istom vlaknu istovremeno tekao internet saobraćaj od oko 400 gigabita u sekundi. Eksperiment, objavljen u časopisu Optica, predstavlja važan korak ka praktičnoj primeni kvantnih komunikacija preko postojeće infrastrukture.
Teleportacija u kvantnoj fizici ne znači pomeranje objekta u prostoru kao u naučnoj fantastici, već prenošenje kvantnog stanja jednog sistema na drugi: prvobitno stanje se lokalno meri (i na taj način uništi), dok kombinacija zapletenosti i klasične komunikacije omogućava ponovno uspostavljanje istog stanja na udaljenom sistemu.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Tehnički izazovi i rešenja
Glavni problem u ovakvim eksperimentima je očuvanje krhkog kvantnog stanja protiv smetnji i dekoherecije u okruženju — posebno kada se kvantni signal šalje kroz vlakno koje u isto vreme prenosi velike količine klasičnih podataka (bankarske transakcije, video strimove, poruke i slično).
Tim je primenio nekoliko tehnika za ograničavanje kanala kroz koji je putovao pojedinačni foton i za smanjenje njegove interakcije sa drugim talasnim modovima. Kako objašnjava Kumar:
"Pažljivo smo proučili kako se svetlost raspršuje i pozicionirali naše fotone na tački gde je taj mehanizam sveden na minimum. Otkrili smo da možemo izvoditi kvantnu komunikaciju bez interferencije od klasičnih kanala koji su istovremeno prisutni."
Optical fibers are used to transmit internet communication. (alphaspirit it/Canva)
Do sada su neka istraživanja pokazivala prenos kvantnih informacija pored klasičnih tokova u simuliranim uslovima, ali ovo je prvi put da je kvantno stanje zaista teleportovano pored stvarnog internet saobraćaja u operativnom vlaknu.
Zašto je ovo važno
Rezultati sugerišu da nije neophodno izgrađivati potpuno novu, namensku optičku infrastrukturu za početak razvoja kvantnog interneta: uz pažljiv izbor talasnih dužina i adekvatne tehnike zaštite signala, klasične i kvantne komunikacije mogu koegzistirati na istoj optičkoj mreži. To otvara praktičan put ka:
Quantum nature of particles allows for states to be 'teleported', opening up new avenues of technology. (Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)
- kvantno-povezanom internetu koji povezuje kvantne računare i senzore,
- naprednim metodama šifrovanja i sigurnih komunikacija,
- poboljšanim kvantnim senzorima i merenjima.
Iako ovo nije tehnologija koja će „teleportovati“ ljude ili ubrzati preuzimanje video klipova, predstavlja ogroman inženjerski i naučni napredak sa dugoročnim implikacijama za računarske mreže, bezbednost i naučna istraživanja.
Rad je objavljen u časopisu Optica. Ranija verzija ovog teksta objavljena je u decembru 2024. godine.
Pomozite nam da budemo bolji.
