Η κβαντική τηλεμεταφορά επιτεύχθηκε για πρώτη φορά μέσω του διαδικτύου

Σε ήδη υπάρχοντα δίκτυα

Μια σημαντική πρόοδος στην κβαντική φυσική πραγματοποιήθηκε, ανοίγοντας το δρόμο για την ανάπτυξη ενός κβαντικού διαδικτύου. Επιστήμονες κατάφεραν για πρώτη φορά να πραγματοποιήσουν κβαντική τηλεμεταφορά πληροφοριών μέσω διαδικτύου, χρησιμοποιώντας υπάρχουσα υποδομή ινών οπτικών καλωδίων. Αυτή η τεχνολογία δεν αφορά τη μεταφορά αντικειμένων ή ανθρώπων όπως στην επιστημονική φαντασία, αλλά την άμεση μεταφορά κβαντικών πληροφοριών από ένα σημείο σε άλλο.

Η κβαντική τηλεμεταφορά βασίζεται στο φαινόμενο της κβαντικής διεμπλοκής, όπου δύο σωματίδια συνδέονται με τέτοιο τρόπο ώστε ό,τι συμβαίνει στο ένα επηρεάζει αμέσως το άλλο, ανεξάρτητα από την απόσταση που τα χωρίζει. Στην πρόσφατη έρευνα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτή την ιδιότητα για να μεταφέρουν πληροφορίες πάνω σε φωτόνια μέσα σε ένα δίκτυο 30 χιλιομέτρων ινών οπτικών καλωδίων, που ταυτόχρονα μετέφεραν και απλές διαδικτυακές επικοινωνίες.

Αυτό που κάνει την επιτυχία αυτή εξαιρετικά εντυπωσιακή είναι ότι η κβαντική πληροφορία διατηρήθηκε ακέραιη παρά τον θόρυβο του διαδικτύου. Οι επιστήμονες κατάφεραν να επιλέξουν συγκεκριμένα μήκη κύματος για να ελαχιστοποιήσουν τη διασπορά του φωτός και να διατηρήσουν την κβαντική διεμπλοκή. Αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να κατασκευαστεί ειδική υποδομή για την κβαντική επικοινωνία, αφού μπορεί να συνυπάρξει με τις υπάρχουσες υποδομές του διαδικτύου.

Το πείραμα αυτό αποδεικνύει την δυνατότητα χρήσης της κβαντικής τηλεμεταφοράς για την ασφαλή και γρήγορη μετάδοση πληροφοριών. Η ασφάλεια στην κβαντική επικοινωνία βασίζεται στο γεγονός ότι η παρακολούθηση ή η απόπειρα αποκρυπτογράφησης θα καταστρέψει αμέσως την κβαντική κατάσταση των σωματιδίων, κάνοντας την επικοινωνία αδιαπέραστη από χάκερ. Αυτό ανοίγει το δρόμο για την εφαρμογή της κβαντικής κρυπτογράφησης σε καθημερινές χρήσεις.

Η επιτυχία αυτή θα μπορούσε να οδηγήσει σε πολλές εφαρμογές, όπως στην κβαντική υπολογιστική, όπου η κβαντική τηλεμεταφορά θα μπορούσε να επιτρέψει τη δημιουργία ενός δικτύου υπολογιστών χωρίς τη φυσική μεταφορά δεδομένων. Επίσης, θα μπορούσε να βελτιώσει τις τεχνικές ανίχνευσης και μέτρησης, καθώς και να προσφέρει νέα εργαλεία στην ιατρική έρευνα και στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων.

Οι επιστήμονες σκοπεύουν να επεκτείνουν το πείραμα σε μεγαλύτερες αποστάσεις και να δοκιμάσουν την κβαντική τηλεμεταφορά με περισσότερα ζεύγη διαπλεγμένων φωτονίων, ανοίγοντας το δρόμο για ακόμα πιο προηγμένα συστήματα κβαντικής επικοινωνίας και υπολογιστικής.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Optica.