Gli scienziati si stanno avvicinando a rendere possibile un Internet quantistico super sicuro e super veloce:
ora sono stati in grado di “teletrasportare” informazioni quantistiche ad alta fedeltà su una distanza totale di 44 chilometri (27 miglia). Sia la fedeltà dei dati che la distanza di trasferimento sono cruciali quando si tratta di costruire un Internet quantistico reale e funzionante, e fare progressi in una di queste aree è motivo di celebrazione per coloro che costruiscono la nostra rete di comunicazione di prossima generazione. In questo caso il team ha raggiunto un livello di fedeltà (accuratezza dei dati) superiore al 90% con le sue informazioni quantistiche, oltre a inviarle attraverso ampie reti in fibra ottica simili a quelle che costituiscono la spina dorsale della nostra Internet esistente. “Siamo entusiasti di questi risultati”, afferma il fisico Panagiotis Spentzouris , del laboratorio di fisica delle particelle e acceleratori Fermilab con sede presso il California Institute of Technology (Caltech). “Questo è un risultato chiave sulla strada per la creazione di una tecnologia che ridefinirà il modo in cui conduciamo la comunicazione globale”. La tecnologia Internet quantistica utilizza i qubit; particelle non misurate che rimangono sospese in un mix di stati possibili come dadi che girano ancora da sedimentare. I Qubit che vengono presentati l’uno all’altro hanno le loro identità “intrecciate” in modi che diventano evidenti una volta che vengono finalmente misurati. Immagina questi qubit intrecciati come una coppia di dadi:
mentre ognuno può atterrare su qualsiasi numero, è garantito che entrambi si aggiungano a sette, indipendentemente dalla loro distanza. I dati in una posizione riflettono istantaneamente i dati in un’altra. Con la disposizione intelligente di tre qubit intrecciati, è possibile forzare lo stato di una particella ad adottare il “lancio di dadi” di un’altra tramite il loro partner reciprocamente intrecciato. Nella terra quantistica, questo è buono come trasformare una particella in un’altra, teletrasportandone l’identità attraverso una distanza in un batter d’occhio. L’ entanglement deve ancora essere stabilito all’inizio, e poi mantenuto mentre i qubit vengono inviati alla loro destinazione finale attraverso fibre ottiche ( o satelliti ). Tuttavia, la natura instabile e delicata delle informazioni quantistiche rende difficile trasmettere fotoni entangled su lunghe distanze senza interferenze. Fibre ottiche più lunghe significano semplicemente più opportunità per il rumore di interferire con gli stati entangled. In totale, le lunghezze di fibra utilizzate per incanalare ogni cubito si sono aggiunte a 44 chilometri, stabilendo un nuovo limite alla distanza che possiamo inviare qubit entangled e ancora utilizzarli con successo per teletrasportare informazioni quantistiche. Non è mai stato dimostrato prima che funzioni su una distanza così lunga con una tale precisione e porta una rete quantistica delle dimensioni di una città più vicino alla realtà, anche se ci sono ancora anni di lavoro da fare per renderlo possibile. “Con questa dimostrazione stiamo iniziando a gettare le basi per la costruzione di una rete quantistica metropolitana nell’area di Chicago”, afferma Spentzouris . L’entanglement quantistico e il teletrasporto dei dati sono una scienza complessa e nemmeno gli esperti comprendono appieno come potrebbe essere utilizzato in ultima analisi in una rete quantistica. Tuttavia, ogni prova di concetto come questa che otteniamo ci avvicina un po ‘di più alla realizzazione di una rete del genere. Oltre a promettere enormi aumenti di velocità e potenza di calcolo, un Internet quantistico sarebbe estremamente sicuro :
qualsiasi tentativo di hacking sarebbe buono come distruggere il lucchetto che viene scassinato. Almeno per ora, gli scienziati pensano che le reti Internet quantistiche agiranno come estensioni specialistiche di Internet classico, piuttosto che come una sostituzione completa. I ricercatori stanno affrontando i problemi di Internet quantistico da tutte le angolazioni diverse, motivo per cui vedrai una varietà di distanze menzionate negli studi: non stanno misurando tutti la stessa tecnologia, utilizzando la stessa attrezzatura, per testare gli stessi standard. Ciò che rende speciale questo studio è l’accuratezza e la distanza del teletrasporto dell’entanglement quantistico, nonché l’attrezzatura “ pronta per l’uso ” utilizzata: in teoria dovrebbe essere relativamente facile aumentare questa tecnologia utilizzando l’hardware che abbiamo già installato . “Siamo molto orgogliosi di aver raggiunto questo traguardo sui sistemi di teletrasporto quantistico sostenibili, ad alte prestazioni e scalabili”, afferma la fisica Maria Spiropulu , del Caltech. “I risultati saranno ulteriormente migliorati con gli aggiornamenti del sistema che prevediamo di completare entro il secondo trimestre del 2021”. La ricerca è stata pubblicata su PRX Quantum .
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