Technologia
Udało się teleportować 10 tysięcy bitów informacji, dzięki splątaniu kwantowemu

Lata 20. XXI wieku przeminą pod znakiem tworzenia technologii związanych z kwantową teleportacją danych na olbrzymie odległości. Prędkość splątania kwantowego elektronów jest znacznie wyższa od prędkości światła.

Najnowsze wyliczenia pokazują, że zmiany na poziomie kwantowym mogą dochodzić w cząstkach z prędkością nie mniejszą, niż 3 miliardy km/s, tymczasem prędkość światła to zaledwie 300 tysięcy km/s. Jednak to nie prędkość splątania kwantowego jest najważniejsza, bo i tak jej nie możemy wykorzystać ze względu na ograniczenia, których nie ma fizycznie możliwości ominąć, ale fakt, że możemy stworzyć niesamowicie efektywną i bezpieczną sieć komunikacji na ogromne odległości oraz ulepszyć komputery kwantowe.

Przełomowy eksperyment został przeprowadzony przez naukowców z Politechniki Federalnej w Zurychu. Stworzyli oni chip komputerowy o wymiarach 7 na 7 milimetrów. Został on wyposażony w trzy układy elektroniczne o rozmiarze mikrona, z czego dwa z tych układów działały jako nadajniki, a trzeci pełnił rolę odbiornika. Oczywiście, cały układ został schłodzony do temperatury bliskiej zera absolutnego, by uwięzić elektrony w swoich układach i zmusić je do pracy w warunkach zgodnych z mechaniką kwantową.

Elektron, czyli w tym układzie kwantowy bit (nadajnik), podczas splatania kwantowego z innym elektronem (odbiornikiem), który oddalony jest od niego o 3 miliardy kilometrów, może zmienić swój stan w czasie krótszym, niż sekunda. Naukowcy nazywają ten stan kwantową teleportacją informacji. Na razie jest ona dla świata fizyki jedną wielką tajemnicą, ale już teraz możemy zacząć ją wykorzystywać w sieciach kwantowych przyszłości. Takie technologie od jakiegoś czasu z powodzeniem testują Chińczycy. Można śmiało rzec, że w tej dziedzinie są światowymi pionierami.

Projekt chipa z dwoma nadajnikami i jednym odbiornikiem do przesyłu kwantowych bitów. Fot. ETH Zurich.

Krok za nimi są jednak naukowcy z Unii Europejskiej, którzy chcą te dobrodziejstwa wykorzystać w badaniach naukowych. Najważniejszym ich aspektem będzie możliwość tworzenia niezwykle zaawansowanych aplikacji, których nie można zbudować i wykorzystywać za pomocą klasycznego komputera. Naukowcom ze Szwajcarii udało się przesłać swoją siecią kwantową 10 tysięcy bitów informacji w warunkach laboratoryjnych.

Jest to aktualnie światowy rekord, ale zastosowanie nowych możliwości zajmie jeszcze sporo czasu. Komputery i sieci kwantowe to bardzo niestabilne technologie. Sprzęt elektroniczny musi być schłodzony do temperatury zera absolutnego, a w czasie ich pracy nie mogą występować żadne zakłócenia zewnętrzne. Każda najmniejsza zmiana temperatury lub warunków natychmiast kończy się przerwaniem splątania i nieodwracalnym zniszczeniem informacji.

Źródło: GeekWeek.pl/Arxiv / Fot. ETH Zurich