Ένα λειτουργικό κβαντικό Διαδίκτυο, δηλαδή ένα δίκτυο όπου οι πληροφορίες θα αποθηκεύονται σε qubits και θα διαμοιράζονται στιγμιαία σε μεγάλες αποστάσεις μέσω της κβαντικής σύζευξης, θα έφερνε προφανώς την επανάσταση σε πολλούς τομείς (π.χ. επικοινωνία, προγραμματισμός, αποθήκευση δεδομένων). Προκειμένου να επιτευχθεί κάτι τέτοιο απαιτείται υψηλής πιστότητας τηλεμεταφορά της πληροφορίας που βρίσκεται αποθηκευμένη στα qubits και φαίνεται ότι έχει σημειωθεί πολύ σημαντική πρόοδος χάριν στη δουλειά των Caltech, AT&T, Fermi National Accelerator Laboratory και NASA Jet Propulsion Laboratory.
Στην έρευνα που δημοσιεύθηκε πριν από μερικές ημέρες στο επιστημονικό περιοδικό PRX Quantum, οι ερευντές παρουσίασαν για πρώτη φορά επιτυχημένη τηλεμεταφορά δεδομένων σε απόσταση 44km με ακρίβεια μεγαλύτερη του 90% και μάλιστα έχουν αναπτύξει ένα ιδιαίτερα εξελιγμένο αναλυτικό μοντέλο που λαμβάνει υπόψιν τις πειραματικές ατέλειες στα τελικά αποτελέσματα.
Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στους δοκιμαστικούς θαλάμους των Caltech και Fermilab (CQNET και FQNET), δύο συστήματα τηλεμεταφοράς που σχεδιάστηκαν, κατασκευάστηκαν, τέθηκαν σε λειτουργία και αναπτύχθηκαν στο πλαίσιο του ερευνητικού προγράμματος IN-Q-NET (Intelligent Quantum Networks and Technologies) των προαναφερθέντων πλευρών. Σε αυτά τα μοναδικά δοκιμαστικά κβαντικά συστήματα έχουν χρησιμοποιηθεί προηγμένοι ανιχνευτές φωτός σε μια εγκατάσταση που βασίζεται σε οπτικές ίνες, ενώ γίνεται σχεδόν αυτόνομα η λήψη των δεδομένων, ο έλεγχος, η παρακολούθηση, ο συγχρονισμός και η ανάλυση τους. Τα CQNET και FQNET είναι συμβατά τόσο με τις υπάρχουσες υποδομές δικτύων, όσο και με τις αναδυόμενες συσκευές κβαντικής επεξεργασίας και αποθήκευσης δεδομένων.
Αυτή τη στιγμή, τα CQNET και FQNET χρησιμοποιούνται κυρίως για τη βελτίωση της πιστότητας και του ρυθμού της κβαντικής σύζευξης*, με ιδιαίτερη έμφαση σε πολύπλοκα πρωτόκολλα κβαντικής επικοινωνίας και τους θεμελιώδεις κανόνες της επιστήμης.
* Η κβαντική σύζευξη είναι το φαινόμενο, κατά το οποίο δύο σωματίδια ή ομάδες σωματιδίων που δημιουργούνται μαζί ή αλληλεπιδρούν συνενώνοντας τις κυματοσυναρτήσεις τους και μένουν σε κατάσταση διεμπλοκής μεταξύ τους, ασχέτως του χώρου που μεσολαβεί πλέον από το ένα στο άλλο. Αν σταλεί το ένα από τα δύο στο άλλο άκρο του σύμπαντος και συμβεί κάτι σε οποιοδήποτε από τα δύο, το άλλο αντιδρά ακαριαία. Έτσι, φαίνεται είτε πως η πληροφορία μπορεί να ταξιδέψει με άπειρη ταχύτητα, είτε πως στην πραγματικότητα τα δύο αντικείμενα βρίσκονται ακόμα σε «επαφή», σε σύνδεση μεταξύ τους, σε κατάσταση διεμπλοκής.
Όπως δήλωσε η κ. Μαρία Σπυροπούλου, Shang-Yi Ch’en καθηγήτρια Φυσικής στο Caltech και επικεφαλής του ερευνητικού προγράμματος IN-Q-NET,
Είμαστε πολύ υπερήφανοι για το επίτευγμα μας στη δημιουργία υψηλής απόδοσης κβαντικών συστημάτων τηλεμεταφοράς που είναι βιώσιμα και κλιμακούμενα. Οι αναβαθμίσεις αναμένεται ότι θα έχουν ολοκληρωθεί μέσα στο δεύτερο τρίμηνο του 2021 για ακόμη καλύτερα αποτελέσματα. Δεν θα μπορούσαμε να τα καταφέρουμε χωρίς τη χρήση των εξαιρετικών κβαντικών αισθητήρων του JPL που δημιουργήθηκαν για τον σκοπό αυτού του ερευνητικού προγράμματος σε συνέργεια με άλλα παρόμοια προγράμματα της NASA, όπως και χωρίς την συμμετοχή πολλών διαφορετικών επιστημόνων με εξειδίκευση στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων, την Κβαντική Οπτική και Πληροφορική, την Κβαντομηχανική, αλλά και τις συνεργασίες μας με τη Βιομηχανία για την κατασκευή προσαρμοσμένων λύσεων κρυογονικής και σύγχρονων τηλεπικοινωνιακών υποδομών. Είναι πολύ σημαντικό το γεγονός ότι στο πρόγραμμα εκκινήθηκε με τη συμμετοχή της AT&T σε μια προσπάθεια να επιταχυνθεί η ανάπτυξη κβαντικών τεχνολογιών με έμφαση στα κβαντικά δίκτυα.
Προφανώς δεν ήταν κάτι εύκολο. Αν πόσοι συμμετείχαν στην έρευνα θα πάρετε μια εικόνα από το τεράστιο ανθρώπινο δίκτυο που συντονίστηκε για τον κοινό σκοπό και είμαι πραγματικά ενθουσιασμένη από το πάθος και τη δέσμευση των εξαιρετικά ταλαντούχων και δημιουργικών ερευνητών, συμπεριλαμβανομένων των προπτυχιακών φοιτητών.
Από την πλευρά του, ο κ. Παναγιώτης Σπεντζούρης, επικεφαλής του τμήματος Κβαντικών Επιστημών του Fermilab Quantum Institute τόνισε πως τα αποτελέσματα της έρευνας θα αποτελέσουν θεμελιώδη λίθο για την κατασκευή του ευρύτερου κβαντικού δικτύου που βρίσκεται υπό ανάπτυξη στην περιοχή του Σικάγο από το Fermilab σε συνεργασία με τα Argonne National Laboratory, Northwestern University και Caltech από τον ακαδημαϊκό χώρο, με χρηματοδότηση από τη Βιομηχανία και το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ.
Το πρώτο πολύ σημαντικό βήμα για τη δημιουργία “Κβαντικού Internet” έγινε και αν κρίνουμε από το ενδιαφέρον της Βιομηχανίας (βλ. AT&T), μάλλον θα έχουμε σημαντικές εξελίξεις μέσα στα επόμενα χρόνια και σε αυτόν τον τομέα.
*Ακολουθήστε το Techgear.gr στο Google News για να ενημερώνεστε άμεσα για όλα τα νέα άρθρα! Όσοι χρησιμοποιείτε υπηρεσία RSS (π.χ. Feedly), μπορείτε να προσθέσετε το techgear.gr στη λίστα σας με αντιγραφή και επικόλληση της διεύθυνσης https://www.techgear.gr/feed στο αντίστοιχο πεδίο της υπηρεσίας σας
[IN-Q-NET]
