Výzkumníci z University of Chicago objevili způsob, jak udržet kvantovou informaci mnohem déle a předávat ji prostřednictvím běžných optických kabelů. Tento pokrok přiblížil kvantový internet, který může spojit celé kontinenty.

Vývoj kvantových počítačů

Kvantové počítače jsou v aktivním vývoji, ale v budoucnosti bude nutné je také propojit. Při tom se objevuje jeden významný problém: kvantová informace je nesmírně křehká. Rychle mizí, což omezuje její přenos na krátké vzdálenosti. Dosud fungovaly kvantové spojení maximálně na vzdálenosti několika kilometrů. Nová technika však umožňuje tuto vzdálenost prodloužit na stovky nebo dokonce tisíce kilometrů.

Proč je to tak složité?

V běžném počítači používáme bity: nuly a jedničky. V kvantovém počítači pracujeme s qubity, které mohou být současně nulou i jedničkou. Tento princip umožňuje provádět různé výpočty současně, ale zároveň činí kvantové počítače mnohem citlivějšími na rušení.

Problém spočívá v tom, že qubity velmi rychle ztrácejí své speciální kvantové vlastnosti v důsledku vibrací, tepla nebo elektromagnetického šumu z okolí. Vědci označují dobu, po kterou qubit zůstává stabilní, jako „koherentní čas“. Čím delší je tato doba, tím dále můžete informace poslat, než signál bude nevyužitelný.

Tisíce kilometrů daleko

Výzkumníci použili k řešení tohoto problému vzácný zemní kov erbium, který vyzařuje světlo na přesně takové vlnové délce, jakou již používáme pro běžný internetový provoz prostřednictvím optických vláken. S jeho pomocí vytvořili krystaly, které jsou mnohem méně citlivé na rušení.

Qubity v tomto materiálu zůstávají stabilní více než 10 milisekund. To sice není dlouho, ale pro kvantovou technologii představuje obrovský pokrok. Tato doba je dostatečná k tomu, aby informace mohly cestovat stovky nebo dokonce tisíce kilometrů optickými kabely.

Co s tím lze dělat?

Funkční kvantový internet by umožnil komunikaci, kterou by bylo skutečně nemožné odposlouchávat. Zákony kvantové mechaniky zajišťují, že jakýkoli pokus o pozorování narušuje signál. Kromě toho by to otevřelo dveře distribuovanému kvantovému výpočtu, což by znamenalo, že kvantové počítače po celém světě mohou spolupracovat. Technologie však zatím není připravena pro každodenní použití. Toto lze považovat za první krok z mnoha směrem k fungujícímu kvantovému internetu.

Další informace o vědě a aktuálních novinkách můžete sledovat díky aplikaci Bright.