Kvantna teleportacija - preko fiberoptičkih kablova koji prenose internet saobraćaj ( novi uvidi 2)

Već dugo se pretpostavljalo da niko neće izgraditi specijalizovanu infrastrukturu za kvantnu teleportaciju.Sposobnost kvantnih i konvencionalnih mreža da rade u istim optičkim vlaknima uveliko bi pomogla implementaciji kvantne mrežne tehnologije. Do sada se mislilo da je to nemoguće. Najnoviji eksperimenti su pokazali ako se pravilno odaberu talasne dužine neće se morati graditi novu infrastrukturu. Ispostavilo se da klasične komunikacije i kvantne komunikacije mogu koegzistirati.

Teleportacija

Kvantna teleportacija omogućava novi, ultra-brz, siguran način razmene informacija između udaljenih korisnika mreže, pri čemu direktan prenos nije neophodan. Proces radi tako što se koristi kvantna zapetljanost, tehnika u kojoj su dve čestice povezane, bez obzira na udaljenost između njih.Vidi detaljnije) Umesto da čestice fizički putuju kako bi dostavile informacije, upletene čestice razmenjuju informacije na velikim udaljenostima - a da ih fizički ne nose. U optičkim komunikacijama, svi signali se pretvaraju u svetlost. 

  Ključ: Pronalaženje prave rute za izbegavanje saobraćaja

Istraživači sa Univerziteta Northwestern uspešno su postigli prenos kvantnog stanja kroz gusti internet promet. Da bi testirali novu metodu, naučnici su postavili 30,2 km dugačak fiberoptički kabl sa fotonom na oba kraja.Zatim su istovremeno slali kvantne informacije i redovan internet saobraćaj kroz njih.Otkrili su da su kvantne informacije uspešno prenesene - čak i uz zauzet internetski promet koji je prolazio.

Nakon provođenja dubinskih studija o tome kako se svetlost raspršuje unutar optičkih kablova, istraživači su otkrili manje gužve na talasnoj dužini svetlosti za postavljanje fotona. Naime, u kablovima koji nose klasične komunikacije zapetljani fotoni bi se mogli utopili među milionima drugih svetlosnih čestica. Konvencionalni signali za klasične komunikacije sadrže milione čestica svetlosti, kvantne informacije koriste pojedinačne fotone.
Profesor Kumar i kolege pronašli su način da pomognu delikatnim fotonima da "izbegnu" užurbani saobraćaj. Pažljivo su proučili kako se svetlost raspršuje i postavili su fotone na pravu tačku gde je taj mehanizam raspršenja minimiziran. Zatim su dodali posebne filtere kako bi smanjili buku iz redovnog internetskog saobraćaja. ( Stručnjak za kvantnu komunikaciju, Kumar je profesor elektrotehnike i računarstva na Northwestern's McCormick School of Engineering , gde vodi Centar za fotonsku komunikaciju i računarstvo)

Rad tima objavljen je u đecembru 2024 u časopisu Optica

Thomas et al . demonstrirana teleportacija kvantne države preko 30,2 km vlakna koje je naseljeno konvencionalnim podatkovnim prometom velike snage od 400 Gbps; korištenjem različitih metoda za suzbijanje SpRS buke, vernost teleportacije je dobro održavana zajedno s povišenim klasičnim moćima koje su bile sposobne za prenos velikog broja Tbps agregatnih brzina podataka. Kredit za sliku: Thomas et al ., doi: 10.1364/OPTICA.540362.