Toshiba prekonala rekord v kvantovej komunikácii na veľké vzdialenosti
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 10. 6. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Kvantový internet by jedného dňa mohol umožniť kvantovým počítačom spojiť sa a vyriešiť niektoré gigantické problémy. Svet je teraz o krok bližšie k tejto realite, pretože vedci zo spoločnosti Toshiba preukázali kvantovú komunikáciu vysielanú cez rekordných 600 kilometrov optického vlákna.
V tradičných počítačoch sú informácie kódované v bitoch, ktoré sú prezentované buď ako nula, alebo ako jedna. No v kvantových počítačoch sú informácie zakódované do kvantových bitov (alebo qubitov), ktoré môžu byť buď jedna alebo nula alebo oboje súčasne. To drasticky rozširuje ich potenciálny výpočtový výkon, čo znamená, že by mohli riešiť problémy presahujúce rámec bežných počítačov.
Výzvou pre kvantové výpočty však je, že tieto qubity sú citlivé na interferenciu s prostredím, s malými výkyvmi teploty alebo vibráciami, ktoré môžu viesť k zmätku v údajoch. To sťažuje prenos kvantovej informácie na veľké vzdialenosti.
Vedci zo spoločnosti Toshiba si teraz nárokujú rekord vo vzdialenosti pre kvantovú komunikáciu prostredníctvom optických vlákien. Kľúčom bola nová vyvinutá dvojpásmová stabilizačná technika, ktorá vysiela dva optické referenčné signály spolu so samotnými qubitmi, ktoré sú kódované ako fázové oneskorenie slabého optického impulzu. Prvý referenčný signál je na vlnovej dĺžke určenej na potlačenie výkyvov z prostredia, zatiaľ čo druhý pracuje na rovnakej vlnovej dĺžke ako samotné qubity a slúži na presnú kontrolu fázy svetla.
Použitím tejto dvojpásmovej techniky bol tím spoločnosti Toshiba schopný udržať konštantný kvantový signál v rozmedzí niekoľkých desiatok nanometrov. To im zase umožnilo prenášať údaje cez viac ako 600 kilometrov optických vlákien, čo je šesťkrát viac ako bol predchádzajúci záznam výskumníkov z NIST. No nie je to úplne najdlhšia kvantová komunikácia, keďže satelitný prenos drží celkový rekord viac ako 1 200 kilometrov, ale kvantový internet by potreboval kombináciu satelitov aj optických vlákien.
Tím tvrdí, že prvé použitie technológie by pravdepodobne bolo pre Quantum Key Distribution (QKD). Táto šifrovacia technika využíva zvláštne pravidlo kvantovej fyziky, kde samotný akt pozorovania kvantového kľúča ho zmení, čím sa stane potenciálnym hackerom nepoužiteľným a upozorní na pokus o preniknutie autorizovaných používateľov.
Prielom bol opísaný v článku v magazíne Nature Photonics.
