Zásadný prelom: Kvantová teleportácia cez aktívny internet
Kvantová teleportácia, termín, ktorý evokuje predstavy zo science fiction, sa v roku 2024 stala vedeckým faktom v podmienkach, ktoré sa predtým považovali za nemožné. Nejde o prenos hmoty, ale o niečo možno ešte fascinujúcejšie: o okamžitý prenos kvantového stavu, teda čistej informácie, z jedného miesta na druhé.
Tento prelomový úspech nebol prvou teleportáciou v histórii, ale bol prvým, ktorý sa podaril v chaotickom a „hlučnom“ prostredí aktívneho internetu. Tento experiment zásadne mení pohľad na budúcnosť kvantových sietí. Dlho sa predpokladalo, že kvantový internet bude vyžadovať vybudovanie úplne novej, izolovanej a extrémne drahej infraštruktúry, ktorá by chránila krehké kvantové signály pred akýmkoľvek rušením.
Úspech tohto prenosu však naznačuje, že oveľa rýchlejšia a lacnejšia cesta k prepojeniu kvantových počítačov by mohla viesť cez existujúce optické káble, ktoré už dnes tvoria chrbticu globálneho internetu. Najväčšou výzvou pri prenose kvantovej informácie je fenomén nazývaný dekoherencia.
Kvantový stav je neuveriteľne krehký a akákoľvek interakcia s vonkajším prostredím, ako sú elektromagnetické vlny či tepelné vibrácie v optickom kábli, ho môže okamžite zničiť. Vedci museli nájsť spôsob, ako ochrániť kvantový stav fotónu, ktorý cestoval viac ako 30 kilometrov optickým vláknom, uprostred prúdu bežných internetových dát s rýchlosťou 400 gigabitov za sekundu.
Riešenie, s ktorým prišiel tím pod vedením Prema Kumara z Northwestern University, nebolo založené na budovaní dokonalejších štítov, ale na inteligentnej a precíznej navigácii v existujúcom prostredí. Namiesto snahy eliminovať všetok šum, vedci dôkladne študovali, ako sa svetlo v kábli rozptyľuje, a umiestnili svoje fotóny na presne určené „tiché miesto“ vo vlnovom spektre, kde bol mechanizmus rozptylu minimalizovaný.
Bol to elegantný prístup, ktorý pripomína skôr nájdenie tichej frekvencie na preplnenom rádiovom pásme než snahu zvukotesne izolovať celú miestnosť. Najdôležitejším dôsledkom tohto úspechu je dôkaz, že kvantová a klasická komunikácia môžu koexistovať v tej istej optickej infraštruktúre.
Toto zistenie predstavuje monumentálny krok, ktorý otvára dvere k sieťam novej generácie bez nutnosti nahrádzať existujúcu globálnu infraštruktúru v hodnote miliárd dolárov. Spája vedecký úspech s obrovskými ekonomickými a logistickými dôsledkami, čo robí túto správu relevantnou nielen pre fyzikov, ale aj pre celý technologický a telekomunikačný priemysel.
Tento prelom naznačuje, že evolúcia internetu sa môže podobať vývoju rádiových vĺn, kde sa rôzne služby ako AM, FM, televízia či Wi-Fi naučili zdieľať to isté elektromagnetické spektrum tým, že fungujú na rôznych frekvenciách a s rôznymi protokolmi.
Možno sme svedkami prvých krokov k zavedeniu podobného „manažmentu spektra“ pre optické vlákna, kde budú klasické a kvantové dáta alokované na rôzne vlnové dĺžky v rámci toho istého fyzického média. To by zmenilo kvantový internet z revolučnej náhrady na evolučnú funkciu, ktorú by bolo možné jednoducho „zapnúť“ v existujúcich sieťach.
Každý takýto úspešný test posilňuje pocit, že príchod kvantového internetu je neodvratný. Inžinierom a vedcom poskytuje úplne nový súbor nástrojov na meranie, monitorovanie, šifrovanie a výpočty, ktoré zmenia svet.
Kvantová teleportácia má potenciál poskytnúť bezpečné kvantové prepojenie medzi geograficky vzdialenými uzlami, čo je základom pre budúce aplikácie od dokonale zabezpečenej komunikácie, ktorú nemožno odpočúvať, cez nové metódy senzoriky s bezprecedentnou presnosťou, až po vytvorenie siete, ktorá prepojí budúce kvantové superpočítače.
Zdroj: sciencealert.com foto: depositphotos.com.
