Teleportarea cuantică tocmai ne-a adus cu un pas mai aproape de internetul ultrasecurizat și super rapid

Cercetătorii olandezi ne-au adus pe toți cu un pas mai aproape de conexiuni la internet ultrasecurizate și superrapide folosind tehnologii cuantice. O echipă de la QuTech, o colaborare între Universitatea de Tehnologie Delft din Țările de Jos și Organizația Olandeză pentru Cercetare Științifică Aplicată, a realizat o transmisie de informații inedită de acest fel printr-o rețea cuantică foarte mică de trei noduri. Nodurile rețelei au fost construite folosind procesoare cuantice mici, iar trimiterea de informații cuantice între aceste procesoare a reprezentat un obstacol major, dar este, de asemenea, esențială pentru valorificarea particularităților mecanicii cuantice pentru a transmite informații. Ceea ce au făcut cercetătorii a fost să creeze un „teleporter” cuantic folosind două „procesoare” cuantice încurcate, pe care i-au numit Alice și Charlie. Transferul de informații cuantice între două procesoare încurcate nu este complet nou, dar eforturile anterioare au fost limitate la procesoarele cuantice adiacente. Acesta a fost un pas important, dar dacă transferul de informații cuantice între două puncte va fi util din punct de vedere funcțional, atunci va trebui să avem puncte care sunt la o oarecare distanță unul de celălalt. În cele din urmă, de ce facem toate acestea și ce face de fapt Rău? Echipa QuTech crede că a creat unul dintre elementele fundamentale ale unui internet cuantic și, deși o cheie uriașă va fi replicabilitatea acestei lucrări, acestea sunt încă rezultate foarte încurajatoare. „Acum construim mici rețele cuantice în laborator”, a spus Ronald Hanson, un fizician din Delft care supraveghează echipa QuTech, în New York Times. „Dar ideea este să construim în cele din urmă un internet cuantic”. Ceea ce face ideea acelui internet cuantic atât de atrăgătoare este că ar permite transferul aparent instantaneu de date dintr-un loc în altul folosind un fenomen numit teleportare cuantică.

Sursa foto: inkoly/iStock

„Ideea teleportării cuantice este că se poate teleporta informațiile transportate de un qubit, dar nu și de qubitul fizic în sine”, a declarat pentru Interesing Engineering dr. Sophie Hermans, autorul principal al studiului publicat pe 25 mai în revista Nature. „Pentru a face acest lucru, ar fi nevoie de o stare încurcată între doi qubiți deținuți de emițător și receptor. O stare de încurcătură este o proprietate cunoscută doar în mecanica cuantică și reprezintă o conexiune foarte puternică, chiar și între qubiți foarte îndepărtați.” Cercetătorii de la QuTech par să fi făcut exact asta utilizând un al treilea procesor, numit Bob, care era capabil să preia informații cuantice de la Charlie și să le transmită lui Alice, care i-a încurcat efectiv pe Charlie și Alice, permițându-le să transfere informații între ei. „Odată ce starea încurcată – conexiunea – este stabilită, se poate folosi pentru a teleporta informațiile stocate pe un al treilea qubit care este deținut de expeditor. Făcând un tip special de măsurare (o măsurătoare Bell), informația dispare din qubit la expeditor și apare pe qubit-ul receptorului.” Sunt mult mai implicate, în special în ceea ce privește modul în care sunt primite datele în cele din urmă, așa că „pentru ca informațiile să fie de vreun folos”, ne-a spus Hermans, „trebuie să efectueze o operație – ca o mică inversare, de exemplu – în funcție de asupra rezultatelor măsurătorii Bell”. Teleportarea cuantică nu este același lucru cu teleportarea fizică văzută în science fiction, deși seamănă foarte mult cu ea. Diferența cu teleportarea cuantică este că nu este transmisă nicio materie fizică, ci doar informații, datorită unei ciudatenii în mecanica cuantică care permite două particule cuantice să „împartă” o stare cuantică. Cel mai bun mod de a descrie această stare cuantică este că este ca și cum ai descrie o pereche de mănuși. Când vezi pe care mână se îndreaptă una dintre acele mănuși, știi pe care o poartă cealaltă, chiar dacă nu o vezi niciodată. Rețineți că aceasta este o descriere de bază a fenomenului, deoarece chiar și la un secol după întemeierea mecanicii cuantice, există încă multe lucruri pe care nu le știm de fapt despre lumea cuantică, dar se pare că știm suficient că suntem capabil să începem să ne extindem cunoștințele în aplicații practice, cum ar fi internetul cuantic.