Revolucija Kvantne Teleportacije kroz Optičke Kablove
Kvantna teleportacija je nedavno demonstrirana preko optičkog kabela koji prenosi klasični promet sličan internetu, što predstavlja značajan korak naprijed u kvantnoj komunikaciji. Ova metoda sugerira da će se moći iskoristiti prednosti kvantne komunikacije bez potrebe za izgradnjom potpuno nove infrastrukture pored postojeće.
Kako Kvantna Kovarencija Funkcionira?
Kvantna kovarencija, koju je Albert Einstein nazvao “duhovna akcija na daljinu”, omogućuje promjene u jednom kovanom dijelu da izazovu odgovarajuće promjene u drugom, bez obzira na njihovu udaljenost. To znači da se informacije mogu prenositi između dvije točke bez potrebe za fizičkim putovanjem – jednostavno rečeno, to je teleportacija informacija. No, to ne znači da možemo potpuno zanemariti prijenosnu mrežu. Kovani dijelovi prvo se nalaze zajedno i moraju preći razmak između pošiljatelja i primatelja.
Inovacije u Kvantnoj Komunikaciji
U slučaju korištenja fotona, ovo se može postići optičkim vlaknima, sličnim onima koja nose veći dio internetskog prometa. Dosadašnje demonstracije kvantne komunikacije odvijale su se u mirnim uvjetima, a ne uz prometne optičke superautoceste ispunjene nekonvencionalnim porukama. Profesor Prem Kumar s Northwestern University i njegov tim su to promijenili.
- Prethodna istraživanja su pokazala da će transmisije u blizini valnih duljina koje se koriste za obični internetski promet lako biti ometene.
- Korištenjem valne duljine daleko od bilo kojeg prometa, delikatna kovarencija može preživjeti neometana drugim aktivnostima.
Kumar i njegovi kolege odabrali su 1290 nanometara za svoju kvantnu valnu duljinu, entangliravši fotone i prenoseći ih putem 30,2 kilometara (18,8 milja) dugog optičkog vlakna, koje je također koristilo 400 Gbps internetskog prometa u popularnom C-pojasu (1547 nanometara). Zatim su ometali fotone na jednom kraju i promatrali odgovarajuće promjene na drugom kraju, kako bi provjerili je li kovarencija netaknuta.
Nove Mogućnosti Kvantne Komunikacije
“Pažljivo smo proučili kako se svjetlost raspršuje i smjestili naše fotone na mjesto gdje je taj mehanizam raspršenja minimaliziran,” rekao je Kumar u izjavi. “Otkrili smo da možemo provoditi kvantnu komunikaciju bez ometanja s klasičnih kanala koji su istovremeno prisutni.”
Ova sposobnost slanja informacija bez izravne transmisije otvara vrata za još sofisticiranije kvantne primjene bez potrebe za namjenskim vlaknima, izjavio je Jordan Thomas, prvi autor i doktorand. Osim odabira valne duljine, rad je zahtijevao i druge metode za smanjenje buke, poput filtara na prijemnicima koji su isključivali neentangliravane fotone koji bi mogli ometati rezultate.
Potencijal za Budućnost Kvantne Tehnologije
Iako je volumen informacija koje su prenesene u ovom slučaju i udaljenost premale za praktičnu primjenu (pošiljatelj i primatelj bili su na istom kampusu), ova tehnika može omogućiti prenos informacija bez rizika od prisluškivanja, kao i umrežavanje kvantnih računala.
Jedna od naprednijih tehnika koju tim planira demonstrirati je “zamjena kovarencija”, gdje fotoni koji su prethodno bili neovisni na krajevima kabla postaju kovani. “Mnogi ljudi dugo su smatrali da nitko ne bi gradio specijaliziranu infrastrukturu za slanje čestica svjetlosti,” rekao je Kumar. “Ako pravilno odaberemo valne duljine, nećemo morati graditi novu infrastrukturu. Klasične i kvantne komunikacije mogu koegzistirati.”
Ova istraživanja su objavljena slobodno dostupna u časopisu Optica.
Zaključak
Kvantna teleportacija preko optičkih vlakana predstavlja značajan napredak u komunikacijskim tehnologijama. Kroz inovacije i odabir pravih valnih duljina, istraživači kao što su profesor Kumar i njegov tim otvaraju vrata za novu eru sigurnije i brže komunikacije. Budućnost kvantnih tehnologija, uz mogućnost koegzistencije s klasičnim sustavima, izgleda izuzetno obećavajuće.
