Optikai szálon keresztül működő kvantuminternet: Lépés a kvantumszámítógépek gyakorlati felhasználása felé

0
13

Hogyan továbbítanak információt olyan kvantumösszefonódásokkal, amelyek pontos viselkedését alig értjük? Természetesen nem bitekben és bájtokban vagy LAN-kábelen keresztül. Talán fénnyel.

Számos kvantumszámítógépet építettek már. Számításokat végeztek, és lenyűgöző eredményeket produkáltak. Még ha minden bizonnyal vannak olyan kritikus hangok is, amelyek megtagadják a kvantumszámítógépek gyakorlati használatát, vagy legalábbis megkérdőjelezik a kutatásukhoz szükséges időt és erőforrásokat, az elmélet ígéretes.

Néhány száz qubit elég lenne ahhoz, hogy a modern processzorok teljesítményét felülmúlják. Ez a qubitek között kialakuló kvantumösszefonódásoknak köszönhető. A qubit szám minél magasabb, annál nagyobb a teljesítmény – akárcsak az emberi agy egymáshoz kapcsolódó neuronjai.

Ez a kvantumösszefonódásokon alapuló információ azonban aligha kinyerhető, és semmiképpen sem tárolható vagy továbbítható, ami végső soron ugyanazt jelenti. A fotonok is kölcsönhatásba lépnek egymással.

Ez azt jelenti, hogy két foton egy kötegben több információt hordoz, mint a kettő külön-külön és együttvéve. Ha úgy tetszik, nagyobb, mint az egyes részek összege – tehát ebben az esetben 1+1=3.

A kutatóknak kvantum-összefonódott részecskékből sikerült létrehozniuk adó- és vevőkészülékeket. Különösen az átvitel és az azt követő tárolás okozott komoly problémákat a mai napig. A tanulmány közel öt évnyi kutatásról szól.

A rendszert újonnan kellett kifejleszteni, mert a meglévő adatátviteli technológiák a lehető legszélesebb fényspektrumra támaszkodnak, hogy a fotonok ne zavarjanak be. De pontosan ennek kell megtörténnie a kvantum-összefonódott hálózattal.

A megoldás egy „kvantumpont”, azaz egy kvantummemóriarendszeren áthaladó, össze nem gabalyodó fotonokból álló köteg. Egy rubídium atomokból álló áramkört használnak a fotonok és az általuk rögzített információk tárolására.

Bármennyire is bonyolult ez a konstrukció, az optikai kábelek, mint amilyeneket számos internetes kapcsolatnál használnak, alkalmasak maguknak a fotonoknak a továbbítására. Valamivel 1500 nanométer alatti hullámhosszal, a látható tartományon kívül, a kvantumpontok a szabványos frekvenciasávban vannak.

Ha más nem is, legalább kvantumhálózatok valósulhatnak meg ennek az újdonságnak hála. Még úgy is pozitív a jelen eredmény, hogy a tárolás jelenleg csupán csak néhány pillanatig tart – nem beszélve arról, hogy mekkora erőfeszítéseket kíván meg jelenleg egy ilyen rendszer.

techkalauz.hu – az online techmagazin