Ako je ikada moguće stvoriti ultra siguran, superbrzi 'kvantni internet', tada su kvantno zapleteni fotoni od presudne važnosti za to – a naučnici su upravo pronašli vrlo koristan novi način da ih generiraju.
Kvantno preplitanje fenomen je kada su dvije čestice (poput fotona) povezane jedna s drugom, bez obzira na fizičku udaljenost između njih. Ako se nešto dogodi jednoj od čestica, mora se dogoditi i drugoj.
Iako fizičari još uvijek ne razumiju u potpunosti kako se splet odvija, ovaj fenomen otvara mogućnost komunikacije na daljinu s kvantnom snagom – gdje pomaci u česticama na jednom mjestu dovode do pomaka u zapetljanim česticama na ogromnoj udaljenosti.
Ova posebna studija sugerira da se kvantno zapleteni fotoni koriste kao kvantna distribucija ključa (QKD), vrsta kvantnog interneta na niskom nivou, gdje klasični podaci u obliku jedinica i nula dobijaju dodatni sloj privatnosti i sigurnosti kroz kvantnu fiziku.
Do sada su zapleteni fotoni koji se koriste za ove metode šifriranja bili ograničeni na blizu infracrvenog opsega talasnih dužina od 700 do 1550 nm, što ih čini ranjivim na smetnje gasova koji upijaju svetlost i sunčevog zračenja.
Drugim riječima, podatkovna veza djeluje samo noću: nije idealna za ono što je navodno Internet generacija sljedeće generacije.
Novo istraživanje pokazuje kako stvoriti i otkriti zapletene fotone na dužoj talasnoj dužini od 2,1 mikrometara, koji je zaštićen od takvih smetnji. Krajnji rezultat je mnogo pouzdaniji i stabilniji komunikacijski kanal.
“Pokazali smo da se parovi fotona isprepletenih polarizacijom mogu generirati, kontrolirati i otkriti pomoću našeg pristupa”, pišu istraživači u svom objavljenom radu.
“Ovaj rad pruža novu platformu za kvantnu optiku i otvara put tehnološkim aplikacijama za kvantno očitavanje i kvantno sigurnu komunikaciju na velikim udaljenostima u ovom režimu talasnih dužina.”
Da bi to postigli, istraživači su koristili nelinearni kristal litijum-niobata: zapleteni parovi fotona stvoreni su ultrakraćim svjetlosnim impulsima iz lasera usmjerenog na kristal.
Ako uspijemo smisliti kako ga stvoriti, Quantum Internet obećava da će biti mnogo puta moćniji, sigurniji i privatniji od svega što danas imamo. Na primjer, svaki pokušaj hakiranja odmah bi prekinuo odgovarajuću vezu – što nije loša sigurnosna mreža.
Još smo uvijek daleko od ostvarenja ovog sna – na daljinu, u stabilnosti, u praktičnosti – ali inovacije poput ovih neprekidno nas zbližavaju i transformišu kvantno računanje iz hipoteze u stvarnost.
“Sljedeći važan korak bit će minijaturizacija ovog sistema pretvaranjem u integrirane fotonske uređaje, čineći ga pogodnim za masovnu proizvodnju i za upotrebu u drugim primijenjenim scenarijima”, kaže kvantni fizičar Michael Kues sa Sveučilišta u Hannoveru. Leibniz u Njemačkoj.
Studija je objavljena u časopisu Science Advances.
