Výzkumníci z Chicagské univerzity objevili způsob, jak uchovávat a přenášet kvantovou informaci mnohem déle pomocí běžných optických fiber. Tím se kvantový internet, který propojuje celé kontinenty, dostává o krok blíže k realizaci.
Vývoj kvantových počítačů
Kvantové počítače jsou v současnosti intenzivně vyvíjeny, avšak do budoucna bude nezbytné je také propojit. Při tom se objevuje jeden zásadní problém: kvantová informace je nesmírně křehká. Rychle mizí, což umožňuje její přenos pouze na krátké vzdálenosti. Dosud fungovaly kvantové spojení maximálně na několik kilometrů. Nová technika to však může prodloužit na stovky a dokonce tisíce kilometrů.
Proč je to tak obtížné?
V běžném počítači se používají bity: nuly a jedničky. V kvantovém počítači jsou to qubity, které mohou být současně nulou i jedničkou. To umožňuje provádět různé výpočty najednou, ale zároveň činí kvantové počítače mnohem citlivější na rušení.
Velkým problémem je, že qubity velmi rychle ztrácejí své speciální kvantové vlastnosti v důsledku vibrací, teploty nebo elektromagnetického šumu z okolí. Vědci označují dobu, po kterou zůstává qubit stabilní, jako „koherentní čas“. Čím delší je tento čas, tím dále lze informace posílat, než signál ztratí svou použitelnost.
Tisíce kilometrů daleko
Výzkumníci k vyřešení tohoto problému využili vzácný směsný prvek erbium, který vyzařuje světlo v přesné vlnové délce, již používáme pro běžný internetový provoz prostřednictvím optických vláken. Podařilo se jim vybudovat krystaly, které jsou mnohem méně náchylné k rušení.
Qubity v tomto materiálu zůstávají stabilní více než 10 milisekund. I když to není dlouho, pro kvantovou technologii se jedná o obrovský pokrok. Tento čas je dostatečně dlouhý na to, aby informace mohla cestovat stovky nebo dokonce tisíce kilometrů skrz optická vlákna.
Co to znamená?
Funkční kvantový internet by umožnil komunikaci, kterou by bylo skutečně nemožné odposlouchávat. Zákony kvantové mechaniky totiž zajišťují, že každý pokus o špehování naruší signál. Kromě toho otevírá dveře k distribučnímu kvantovému výpočtu, což znamená, že kvantové počítače po celém světě mohou spolupracovat. Technologie však není ještě zcela připravena na každodenní použití. Lze to považovat za první z mnoha kroků směrem k funkčnímu kvantovému internetu.
