Cercetători au reușit pentru prima oară să transmită semnale cuantice prin cabluri de fibră optică standard folosind protocolul Internet (IP). Această descoperire reprezintă un progres important către crearea unui internet cuantic funcțional.

Specialiștii de la Universitatea din Pennsylvania au proiectat un cip cuantic (Quantum-Classical Hybrid Internet through Photonics), care permite informației cuantice să fie transmisă împreună cu datele clasice prin infrastructură existentă.

Studiul a fost publicat în revista științifică Science, pe data de 28 august.

O inovație revoluționară în comunicarea cuantică

„Această abordare reprezintă prima integrare a comunicării cuantice în rețelele globale. Spre deosebire de experimentele anterioare, care necesitau configurații speciale, această metodă folosește infrastructură existentă”, a declarat Liang Feng, cercetătorul principal și profesor de științe materiale la universitate.

O provocare majoră în transmiterea datelor cuantice este fragilitatea lor.

Qubitii, blocurile de bază ale informației cuantice, pot exista în mai multe stări simultan și pot fi interconectați, dar aceste proprietăți sunt distruse atunci când sunt observați sau măsurați. În internetul clasic, routerele interpretează datele pentru a le direcționa, un proces incompatibil cu particulele cuantice fără a le distruge.

Cipul Q permite transmiterea sigură a datelor cuantice

Cipul Q depășește această problemă prin asocierea fiecărui semnal cuantic cu un „etichetă” clasică – un set de date care conține informații de rutare codificate într-un impuls laser.

Sincronizând semnalele clasice și cele cuantice, cipul permite routerelor să identifice informațiile de rutare fără a afecta starea cuantică.

Pentru testare, cercetătorii au stabilit o conexiune pe un tronson de 1 kilometru de fibră optică comercială folosită de Verizon.

Perspective pentru viitor

Din moment ce eticheta clasică și semnalul cuantic sunt afectate similar de interferențe, cercetătorii au putut folosi semnalul clasic pentru a corecta zgomotul fără a afecta starea cuantică.

Feng estimează că, în următorii 5-10 ani, internetul cuantic se va concentra pe rețele locale și metropolitane, cu aplicații în comunicații securizate, conexiunea computerelor cuantice și senzori cuantici pentru navigație și sincronizare precisă.

Fabricat din siliciu, folosind tehnologii existente, cipul poate fi produs în serie, eliminând necesitatea unei infrastructuri dedicate și facilitând implementarea la scară largă.