Tim znanstvenika u Kini povezao je kvantne uspomene na više od 30 milja (50 kilometara) optičkog kabela, pobijedivši prethodni rekord više od 40 puta. Znanstvenici su istakli kako je ovaj podvig važan korak prema internetskom zaštićenom internetu od haka.
Internet koji danas koristimo bio je uistinu revolucionarni izum. Povezala je svijet s informacijama i omogućila nam dijeljenje milijuna fotografija slatkih i umiljatih mačaka. Ali internet je također prepun hakera koji pokušavaju presresti važne ili osjetljive informacije. Da bi uzvratili, fizičari su pronašli rješenje, uz malu pomoć Schrödingerove mačke, poznate, hipotetičke mrtve i žive mačke koje su imale za cilj otkriti čudnu prirodu subatomskih čestica.
Predloženo rješenje predstavlja novi internet kojim vlada bizarni svijet kvantne mehanike. Takav bi Internet jednog dana mogao postati standard za sigurno slanje, primanje i pohranu podataka.
U klasičnom računalnom svijetu informacije su predstavljene bitovima s vrijednostima 0 ili 1. Kvantni internet, poput kvantnog računala, iskoristio bi jedno od osnovnih svojstava kvantne mehanike, princip superpozicije. Ovaj je princip izvrsno opisan koristeći paradoks fizičara Erwina Schrödingera o tome da je mačka u kutiji istodobno mrtva i živa. Kvantna računala koriste kvantne bite, ili "qubite", koji mogu postojati u stanju superpozicije u kojem imaju vrijednost od 1 i 0 istovremeno. Kubit postoji u ovom stanju nesigurnosti sve dok ga promatrač ne odredi, srušivši kubit u određeno stanje 0 ili 1.
Ako uparite dva ili više qubita zajedno, oni se zapleteju. Kvantno zapletenost je eterična veza dviju ili više čestica, tako da bilo koja radnja izvršena na jednom trenutačno utječe na ostale, bez obzira koliko su udaljene od njih. Albert Einstein poznati fenomen nazvao je "sablasno djelovanje na daljinu". Prava čarolija kvantnog interneta započela bi kada se informacije šalju koristeći zapletene čestice, koje se nazivaju i kvantna teleportacija.
"Kvantna teleportacija je način prijenosa nepoznatog kvantnog stanja s jedne čestice na drugu na udaljenom mjestu, bez slanja same originalne čestice", Jian-Wei Pan, profesor fizike na Kineskom sveučilištu za znanost i tehnologiju u Hefei i koautor studije, rekao je u intervjuu National Science Review.
Budući da zapleteni kubiti nisu fizički povezani ni u kojem obliku ili obliku, presretanje komunikacija između njih nije moguće.
Pan i njegov tim već su pokazali upletenost svjetlosnih čestica, odnosno fotona, na velike udaljenosti kroz prazan prostor. 2017. godine njegov je tim zapletio dva fotona razdvojena dužinom od 1200 km (746 milja) pomoću satelitskog releja koji orbitira oko Zemlje po imenu Micius.
U praksi je zapletanje sitan posao. Najmanji poremećaji, poput promjene temperature ili vibracije, mogu prekinuti vezu između zapletenih čestica, urušavajući njihovo zajedničko stanje. Da bi ostvarili pravi kvantni internet, fizičari će se morati angažirati u pomoć takozvanim kvantnim uspomenama.
"Kvantna memorija je uređaj koji pohranjuje kvantne informacije. Potrebno je pohraniti superpoziciju dviju država", rekao je za Xiao-Hui Bao, profesor fizike na Kineskom sveučilištu za znanost i tehnologiju u Hefeiu i koautor studije. Znanost uživo.
Kvantna sjećanja
U studiji, objavljenoj 12. veljače u časopisu Nature, Pan i njegovi kolege uspjeli su uplesti kvantne uspomene na 50 km optičkog kabela. Prethodni zapis razdvajanja memorija iznosio je 1,3 km (1,3 km).
U eksperimentu nove studije, kvantna memorija je skup laserski hlađenih atoma rubidija zarobljenih u vakuumu, rekao je Bao. Tim je koristio fotone za čitanje i pisanje u oblak od 100 milijuna zarobljenih atoma. Fotoni su korišteni kako bi pobudili atome u višem energetskom stanju, postavljajući kvitete koje su istraživači željeli zaplesti i proizveli zapleteni foton koji bi se trebao poslati niz optički kabel. Potom su istraživači trebali promijeniti frekvenciju fotona kako se ne bi izgubili u 50 km optičkog kabela namotanog u njihovom laboratoriju. Konačno, foton bi mogao biti poslan na svom putovanju kabelom kako bi uspješno zapetljao drugu kvantnu memoriju.
Iako je postignuto kvantno zapletanje između sjećanja, tim tek treba izvesti kvantnu teleportaciju informacija između dva čvora. Istraživači su rekli kako se nadaju da će ovaj rad utrti put stvaranju mreže kvantnih relejnih stanica koje bi proširile zapletenu komunikaciju na veće udaljenosti, što bi na kraju vodilo prema kvantnoj mreži velikih razmjera.
