Κβαντικό ίντερνετ: Οι επιστήμονες έκαναν ένα τεράστιο βήμα προς τη δημιουργία του
Επιστήμονες πραγματοποίησαν ένα τεράστιο βήμα προς την δημιουργία του κβαντικού ίντερνετ. Τι σημαίνει πρακτικά αυτό; Είναι η τεχνολογία που επιτρέπει τη μετάδοση της πληροφορίας ακαριαία μέσω “τηλεμεταφοράς” και θα βοηθούσε στο ξεκίνημα μιας υποσχόμενης επανάστασης στους κβαντικούς υπολογιστές, αλλά και να φέρει ριζοσπαστικές αλλαγές στο πως λειτουργούν τα δίκτυα.
Αυτό είναι το “endgame” ωστόσο και για να φτάσουν εκεί οι επιστήμονες θα πρέπει αν λύσουν πιο βασικά ζητήματα, πριν πάμε στα πιο πολύπλοκα. Επί της ουσίας αυτή η νέα πρόοδος που σημείωσαν αποτελεί μέρος αυτής της θεμελιώδους δουλειάς που πρέπει πρώτα να γίνει για τον ερχομό του κβαντικού ίντερνετ.
Σε νέα τους έρευνα που δημοσιεύθηκε στο Nature, οι επιστήμονες κατάφεραν να τηλεμεταφέρουν κβαντικές πληροφορίες σε ένα απλό δίκτυο τριών κόμβων, ένα επίτευγμα που κατέστη εφικτό βελτιώνοντας τη κβαντική μνήμη και την ποιότητα των κβαντικών συνδέσμων ανάμεσά τους.
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας του Delft και του Οργανισμού Εφαρμοσμένης Επιστημονικής Έρευνας (ΤΝΟ) της Ολλανδίας, με επικεφαλής τον Ronald Hanson, διευκρίνισαν ότι η εκτεταμένη χρήση της “τηλεμεταφοράς” σε ένα κβαντικό δίκτυο θα απαιτήσει χρόνο, καθώς θα χρειαστούν αρκετές ακόμη τεχνικές πρόοδοι έως την τελική ανάπτυξη ενός μεγάλης κλίμακας κβαντικού διαδικτύου.
Το μελλοντικό κβαντικό διαδίκτυο θα βασίζεται στην ικανότητα του να στέλνει κβαντικές πληροφορίες (κβαντικά bits ή qubits) ανάμεσα στους κόμβους που το απαρτίζουν. Αυτό θα επιτρέψει διάφορες εφαρμογές όπως την απολύτως ασφαλή ανταλλαγή δεδομένων και εμπιστευτικών πληροφοριών, καθώς επίσης την ταυτόχρονη διασύνδεση αρκετών κβαντικών υπολογιστών και υψηλής ακριβείας κβαντικών αισθητήρων διαφόρων ειδών.
Οι κόμβοι ενός τέτοιου κβαντικού δικτύου αποτελούνται από μικρούς κβαντικούς επεξεργαστές. Η αποστολή κβαντικών πληροφοριών ελλοχεύει κινδύνους αλλά και μόνιμη απώλεια δεδομένων. Η πιθανότητα να σταλούν κβαντικές πληροφορίες με τη χρήση σωματιδίων φωτός “σκοντάφτει” στις αναπόφευκτες απώλειες στα καλώδια των οπτικών ινών, ιδίως σε μεγάλες αποστάσεις, με συνέπεια τα σωματίδια αυτά να μην φθάνουν όλα στον προορισμό τους. Η απώλεια ενός σωματιδίου φωτός σημαίνει ότι θα χαθούν για πάντα πολύτιμες κβαντικές πληροφορίες.
Μια καλύτερη αλλά πιο “εξωτική” λύση είναι η τηλεμεταφορά κβαντικών πληροφοριών, που έχει ομοιότητες με την τηλεμεταφορά στην επιστημονική φαντασία: το κβαντικό bit εξαφανίζεται στην πλευρά του αποστολέα και εμφανίζεται ως δια μαγείας στην πλευρά του παραλήπτη. Καθώς η κβαντική πληροφορία δεν χρειάζεται να ταξιδέψει στον ενδιάμεσο χώρο, δεν υπάρχει περίπτωση να χαθεί, πράγμα που καθιστά την κβαντική τηλεμεταφορά κρίσιμη τεχνολογία για τη δημιουργία ενός κβαντικού Ίντερνετ.
Πρέπει όμως να υπάρξουν τρεις προϋποθέσεις για να επιτευχθεί η μαγική “τηλεμεταφορά” όπως τη γνωρίζουμε από ταινίες επιστημονικής φαντασίας: ένας σύνδεσμος κβαντικής διεμπλοκής ανάμεσα στον πομπό και στον δέκτη, μια αξιόπιστη μέθοδος για το “διάβασμα” των κβαντικών επεξεργαστών και η ικανότητα προσωρινής αποθήκευσης κβαντικών bits.
Έως σήμερα είχε δειχθεί ότι είναι δυνατή η τηλεμεταφορά κβαντικής πληροφορίας ανάμεσα σε δύο γειτονικούς κόμβους. Τώρα, για πρώτη φορά, επιτεύχθηκε τέτοια τηλεμεταφορά ανάμεσα σε μη γειτονικούς κόμβους, με άλλα λόγια μέσα σε ένα δίκτυο. Τα κβαντικά bits ταξίδεψαν από τον κόμβο “Τσάρλι” στον κόμβο “Αλίκη”, με τη βοήθεια του ενδιάμεσου κόμβου “Μπομπ”.
