Naukowcy z Qunnect – lokalnego start-upu związanego z technologią kwantową – pokazali coś, co może okazać się kluczowe dla przyszłości komunikacji kwantowej. Zespół Mehdiego Namaziego, opracował system, który umożliwia przesyłanie dużej liczby fotonów w stanie splątanym przez istniejące światłowody. Jak wynika z testów, takie połączenie zapewnia zarówno wysoką jakość transmisji, jak i stabilność działania przez dłuższy czas, co do tej pory było dużym wyzwaniem.
Jednym z najtrudniejszych aspektów komunikacji kwantowej jest przesyłanie splątanych fotonów, które są niezwykle wrażliwe na zakłócenia. Obecnie powszechne światłowody nie są idealnym medium dla tego rodzaju komunikacji. Ich struktura jest narażona na różnorodne źródła interferencji: wibracje, zmiany temperatury czy nawet zginanie — wszystko to może prowadzić do utraty splątania fotonów, a tym samym do poważnych zakłóceń. Ów problem próbowano rozwiązywać na różne sposoby, większość z nich wymagała jednak częstej rekalibracji systemu. Praktyczność malała więc do zera.
Zespół Qunnect postanowił podejść do sprawy nieco inaczej. Zamiast starać się eliminować wszystkie potencjalne źródła zakłóceń, skupili się na opracowaniu rozwiązania, które mogłoby dynamicznie kompensować te zakłócenia w czasie rzeczywistym. Pierwszym krokiem było dokładne zbadanie, jak fotony zachowują się w różnych warunkach. Naukowcy zmierzyli wpływ światłowodów na polaryzację fotonów przy różnych długościach fali i odległościach transmisji. "Schemat" zmian okazał się niezwykle skomplikowany i zależy on od wielu czynników, w tym właśnie od długości fali oraz długości światłowodu.
Ostatecznie, badacze wykorzystali rubid jako źródło splątanych par fotonów. Jeden z badanych fotonów miał długość fali 795 nm, a drugi 1324 nm. Ten o większej długości fali został przesłany przez 34-kilometrową "pętlę" światłowodową pod ulicami Nowego Jorku. Aby skompensować zakłócenia, splątane fotony były przesyłane naprzemiennie wraz z tymi niesplątanymi, które miały ustaloną, znaną polaryzację. Kluczowym elementem eksperymentu było mierzenie, jak polaryzacja niesplątanych fotonów zmieniała się po przejściu przez światłowód, a następnie wykorzystanie tych danych do korekcji polaryzacji splątanych fotonów.
Demonstracyjna wersja systemu Qunnect działała nieprzerwanie przez 15 dni, osiągając uptime na poziomie 99,84% oraz skuteczność kompensacji na poziomie 99% przy przesyłaniu około 20 000 splątanych fotonów na sekundę. Nawet po zwiększeniu liczby fotonów do pół miliona na sekundę, system wciąż utrzymywał skuteczność na poziomie niemal 90%.
Wiele wskazuje na to, że Qunnect osiągnęło coś, co jest niezwykle istotne dla przyszłości powszechnej komunikacji kwantowej. Zdolność systemu do pracy bez konieczności ciągłej rekalibracji jest kluczowa — bez tego, system jest praktycznie bezużyteczny i każdy poprzednik Qunnect charakteryzował się tą, potężną z punktu widzenia celu, wadą.
Droga do pełnej komercjalizacji sieci kwantowych nie będzie prosta, jednak wyniki eksperymentu przeprowadzonego przez Qunnect pokazują, że jesteśmy na dobrej drodze. Kwantowe sieci mogą być prawdziwą rewolucją: i z punktu widzenia bezpieczeństwa i z punktu widzenia szybkości, pewności oraz jakości transmisji. Dotychczas, takie rozwiązania widywaliśmy głównie w filmach i serialach. Teraz możemy opowiedzieć Wam o nich na poważnie. Ciekawe, ile dokładnie dzieli nas od pierwszego wdrożenia tego typu sieci.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
