Ionii încâlciți merg la distanță – Internetul cuantic

Informația cuantică nu poate fi copiată. Prin urmare, transmiterea de informații ca într-o rețea clasică nu mai este posibilă.

Pentru prima dată, o echipă de cercetători a încurcat doi ioni pe o distanță de câteva sute de metri. Astfel, această tehnologie ar putea fi potrivită pentru un viitor internet cuantic.

Unul dintre cele mai mari mistere ale mecanicii cuantice este și rămâne încurcarea. În termeni simpli, aceasta înseamnă că părțile individuale ale unui sistem compozit sunt atât de interconectate, chiar și la o distanță mare, încât nu mai pot fi descrise independent una de cealaltă. În acest caz, se pare că particulele individuale își coordonează comportamentul într-un mod misterios în momentul măsurării. O echipă condusă de Benjamin Lanyon de la Institutul de Optică Cuantică și Informație Cuantică din Austria și de Tracy Northup de la Universitatea din Innsbruck a reușit acum să încurce doi ioni pe o distanță de 230 de metri în linie dreaptă, după cum au raportat în “Physical Review Letters”. Experimentul arată că ionii prinși în capcană sunt candidați promițători pentru un viitor internet cuantic care ar putea, într-o bună zi, să acopere orașe și, în cele din urmă, continente întregi.

Spre deosebire de versiunea clasică a internetului, în care informațiile sunt transferate între două calculatoare prin intermediul a milioane de fotoni, informațiile cuantice nu pot fi copiate. Prin urmare, transferul de informații ca într-o rețea clasică nu mai este posibil. În schimb, trebuie să aibă loc un transfer al stărilor cuantice sensibile pe distanțe mari prin intermediul unor obiecte cuantice încurcate de la un nod la altul. Astfel de rețele cuantice ar putea într-o bună zi să facă posibile noi aplicații puternice, cum ar fi comunicațiile fără întreruperi, calculul distribuit și măsurarea extrem de precisă a timpului cu ajutorul ceasurilor atomice.

Pentru a citi starea cuantică respectivă și pentru a o compara cu un observator la distanță, este necesar un canal de informații “clasic”, cum ar fi o conexiune radio sau prin fibră optică. În consecință, teoria relativității, care afirmă că mesajele pot fi trimise cu o viteză maximă a luminii, nu este încălcată. Încâlcirea cuantică joacă, de asemenea, un rol decisiv în calculele efectuate pe un calculator cuantic și este unul dintre motivele pentru care aceste dispozitive – cel puțin teoretic – ar trebui să poată gestiona anumite sarcini mai bine și mai rapid decât calculatoarele convenționale.

Cei doi ioni încurcați ai cercetătorilor din Innsbruck au fost găzduiți în două laboratoare diferite din campus. Ei formează astfel nodurile unei rețele cuantice rudimentare. Mai multe grupuri de cercetare au demonstrat deja în trecut că este posibil să se încurce astfel de biți cuantici, numiți și qubiți, între ei pe distanțe mai mari de câțiva centimetri sau metri – deși cu ajutorul altor tehnologii, inclusiv puncte cuantice în structuri semiconductoare, circuite supraconductoare și atomi neutri. Recordul este deținut de o echipă de la LMU München. Aceștia au încurcat doi atomi de rubidiu pe o distanță de 33 de kilometri. Chiar dacă distanța utilizată de echipa din Innsbruck este mai scurtă, ionii captivi utilizați ca noduri ale internetului cuantic oferă avantaje față de celelalte opțiuni: sunt mai stabili și, prin urmare, sunt mai potriviți pentru operațiuni multiqubit, ceea ce ar putea permite calcule mai complexe.

În experimentul de față, qubiții sunt realizați astfel încât două lasere cu lungimi de undă diferite pot excita fiecare o stare de viață lungă a unui ion de calciu. Cu o probabilitate de 50%, ionul se află atunci fie într-o stare, fie în cealaltă. Ionul emite apoi un foton care este încurcat cu una dintre cele două stări finale posibile. Pentru a amplifica procesul, ionul este prins într-un rezonator optic. Acesta este format din două oglinzi care reflectă fotonii înainte și înapoi, astfel încât aceștia interacționează cu ionul de mai multe ori. Acest proces se realizează cu ambii ioni în locații diferite. Pentru a încurca cei doi ioni la distanță, echipa a trimis fotonii unui ion printr-un cablu de fibră optică de 510 metri către un separator de fascicule în apropierea celuilalt ion, unde au fost fie transmise, fie reflectate. Întrepătrunderea a avut succes dacă cercetătorii au putut detecta ulterior o pereche de fotoni cu polarizare opusă. În acest caz, ei au creat o stare încurcată în care cei doi ioni se aflau în stări energetice diferite.

“Este cel mai lung proiect în care am fost implicat vreodată”, spune fizicianul cuantic Tracy Northup. Ideea a apărut în 2014. De atunci, configurația experimentală a fost concepută și perfecționată. Dar abia în vara anului 2021 au fost disponibile primele rezultate analizabile. “O provocare deosebită a fost să generăm fotoni încurcați în mod eficient și fiabil”, spune Northup. Un factor cheie în acest sens, spune el, a fost rezonatorul optic. O altă particularitate: spre deosebire de experimentele anterioare cu ioni captivi, ei au manipulat cei doi qubiți cu sisteme de control separate, în laboratoare separate. Acest lucru, spun ei, arată că pot depăși provocările legate de stabilizarea timpului, a frecvenței și a fazei care ar afecta aplicațiile din lumea reală.

Următorii pași ai grupului vor consta în creșterea distanței și apoi a numărului de qubiți încurcați. “Acum știm că acest concept funcționează”, spune Ben Lanyon. “Acum putem visa să stabilim o rețea reală cu mai multe noduri și să transmitem efectiv informații într-un mod criptat cuantic într-un viitor nu prea îndepărtat”. Cu toate acestea, mai este încă un drum lung de parcurs până când vom avea un internet cuantic real format din numeroase noduri.

Încă de la infiinţarea postului de radio goFM am ales să prezentăm informaţii pozitive fără A VĂ AFECTA EMOŢIONAL – pentru că credem că este posibilă o lume mai bună. Încercăm să armonizăm informaţiile pe care le citeşti încă de la primele ore ale dimineţii şi îţi oferim sunetul go 24/24 cu muzică aleasă pe sprânceană. Pentru a putea face acest lucru, depindem de sprijinul cititorilor şi ascultatorilor noștri. Pentru că un jurnalism bun este scump și nu este disponibil gratuit.

Ideea noastră: spre deosebire de multe alte publicaţii mass-media, activitatea echipei editoriale este accesibilă în mod liber. Articolele noastre ar trebui citite, apreciate și partajate cât mai mult posibil. Doar așa pot conduce la schimbările necesare din punct de vedere social în lumea noastră. În schimb, goFM.ro este susținut de cititorii noștri. Voluntar și solidar. Cu participarea dvs., goFM.ro poate fi, de asemenea, ceea ce este în viitor: un public critic și o voce angajată pentru o mai mare protecție a informaţiei de calitate. Susțineți goFM.ro cu o donaţie voluntară.

Susține proiectul goFM cu o donație:
Select a Donation Option (EUR)

Enter Donation Amount (EUR)
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on google
Google+
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on facebook
Share on twitter
Share on whatsapp
Share on google
Share on print
Share on email
Share on telegram
Share on pocket
Share on xing
Share on vk
Share on skype

CELE MAI DISTRIBUITE ȘTIRI

Log In

Forgot password?

Forgot password?

Enter your account data and we will send you a link to reset your password.

Your password reset link appears to be invalid or expired.

Log in

Privacy Policy

To use social login you have to agree with the storage and handling of your data by this website. %privacy_policy%

Add to Collection

No Collections

Here you'll find all collections you've created before.

--:--
--:--
  • cover
    goFM
  • cover
    goFM Mobile
  • cover
    goFM 90,4 FM
  • cover
    goREBEL
  • cover
    MARLENE Radio
  • cover
    goSPACE
  • cover
    goCAFE
  • cover
    goROCK
  • cover
    goBEACH
  • cover
    goFRESH
  • cover
    goJAZZ
  • cover
    go SCHLAGER
  • cover
    goTRAFFIC (teste)
  • cover
    goDREAM - IN CURAND
  • Sweet FM