Тим научника у Кини повезао је квантна сећања на више од 30 миља (50 километара) оптичког кабла, победивши досадашњи рекорд више од 40 пута. Овај подвиг је важан корак ка интернетском заштићеном интернету, тврде научници.
Интернет који данас користимо био је заиста револуционарни изум. Повезала је свет са информацијама и омогућила нам да делимо милионе фотографија слатких и умиљатих мачака. Али интернет је такође пун хакера који покушавају пресрести важне или осетљиве информације. Да би се узвратили, физичари су пронашли решење, уз малу помоћ Сцхродингерове мачке, чувене, хипотетичке мртве и живе мачке која је желела да разоткрије чудну природу субатомских честица.
Предложено решење представља нови интернет којим влада бизарни свет квантне механике. Такав интернет би једног дана могао постати стандард за сигурно слање, примање и чување података.
У класичном рачунарском свету информације су представљене битовима са вредностима 0 или 1. Квантни интернет, попут квантног рачунара, искористио би једно од основних својстава квантне механике, принцип суперпозиције. Овај принцип је добро описан користећи парадокс физичара Ервина Сцхродингера о томе да је мачка у кутији истовремено мртва и жива. Квантни рачунари користе квантне битове, или "кубите", који могу постојати у стању суперпозиције у којем имају вредност и 1 и 0 истовремено. Кубит постоји у овом стању несигурности све док га посматрач не одмери, срушивши кубит у дефинитивно стање 0 или 1.
Ако упарите два или више кубита заједно, они се заплећу. Квантно заплетеност је етерична веза између две или више честица, тако да било која радња извршена на једном моментално утиче на остале, без обзира на то колико су удаљене. Алберт Ајнштајн је овај феномен назвао "сабласном акцијом на даљину". Права магија квантног интернета почела би када се информације шаљу користећи заплетене честице, које се такође називају квантна телепортација.
"Квантна телепортација је начин преношења непознатог квантног стања из једне честице у другу на удаљеној локацији, без слања саме оригиналне честице", Јиан-Веи Пан, професор физике на Кинеском универзитету за науку и технологију у Хефеи-у и коаутор студије, рекао је у интервјуу Националном научном прегледу.
Пошто заплетени кубити нису физички повезани ни у једном облику или облику, пресретање комуникација између њих није могуће.
Пан и његов тим већ су демонстрирали заплетеност светлосних честица, односно фотона, на великим даљинама кроз празан простор. У 2017. години, његов тим је заплео два фотона раздвојена дужином од 1200 км (746 миља) користећи сателитски релеј који орбитира око Земље по имену Мициус.
У пракси, заплетање је изузетан посао. Најмање сметње, попут промене температуре или вибрације, могу прекинути везу између уплетених честица, урушавајући њихово дељено стање. Да би остварили прави квантни интернет, физичари ће се морати ангажовати у помоћ такозваним квантним сећањима.
"Квантна меморија је уређај који чува квантне информације. Потребно је да чува суперпозицију двеју држава", рекао је за Ксиао-Хуи Бао, професор физике на Кинеском универзитету за науку и технологију у Хефеију и коаутор студије. Ливе Сциенце.
Квантна сећања
У студији, објављеној 12. фебруара у часопису Натуре, Пан и његове колеге успели су да уплетеју квантне меморије на 50 км оптичког кабла. Претходни рекорд раздвајања меморија износио је 0,8 миље (1,3 км).
У експерименту нове студије, квантна меморија је скуп ласерски хлађених атома рубидијума заробљених у вакууму, рекао је Бао. Тим је користио фотоне за читање и уписивање у облак од 100 милиона заробљених атома. Фотони су коришћени да побуђују атоме у вишем енергетском стању, постављајући квитете које су истраживачи желели да испреплетеју и произведу заплетени фотон који треба да се пошаље оптичким каблом. Потом су истраживачи морали да промене фреквенцију фотона како се не би изгубили у 50 км оптичког кабла намотаног у њиховој лабораторији. Коначно, фотон би могао бити послан на свом путовању каблом како би успешно уплео другу квантну меморију.
Иако је остварено квантно заплетање између сећања, тим тек треба да изврши квантну телепортацију информација између два чвора. Истраживачи су рекли да се надају да ће овај рад утрти пут стварању мреже квантних релејних станица које би прошириле запетљану комуникацију на веће удаљености, што би на крају водило ка квантној мрежи великих размера.
