Kvantové provázání je zatím nejbezpečnější způsob, jak přenášet data. Vědcům se podařilo vytvořit „disk“, který tento stav udrží stokrát déle, než bylo dříve možné.
Ve starším článku na konci minulého roku jsme se podívali na kvantový internet a problém s distribucí kvantově provázaných fotonů, které zajišťují zatím nejbezpečnější známý způsob jak dostat informace z bodu A do bodu B, aniž by je bylo možné v průběhu přenosu přečíst bez povšimnutí.
Jednou z možných distribucí byl fyzický přenos pomocí krystalů a právě v této oblasti se vědcům podařilo významný pokrok.
Přenos kvantové informace přes celou planetu
Vědcům z RSPE (Research School of Physics and Engineering) pod vedením Manjin Zhong se podařilo stonásobně zvýšit dobu, po kterou je možné v prototypu kvantového optického „pevného disku“ uložit kvantovou informaci. Nový systém je tak schopný udržet kvantový stav po dobu přibližně šesti hodin, přičemž běžně dochází ke kolapsu během milisekund.
K uložení kvantových stavů se používají krystaly s atomy Europia (Zdroj: ANU)
Prototyp disku je založen na optické technologii a využívá atomů prvku Europium (EU), které jsou umístěné v krystalu. Zápis kvantového stavu je uložen do spinů atomu Europia pomocí laseru a pro udržení je nutné generovat pevné i oscilující magnetické pole. Systém samozřejmě funguje pouze při velmi nízké teplotě 2 Kelviny (-271,15 stupňů Celsia).
Stabilnější než laserový optický přenos
Jedním z hlavních problému kvantové komunikace je zmíněný přenos dat. I pomocí speciálních laserů a optických kabelů lze zatím přenést kvantovou informaci maximálně na vzdálenost stovek kilometrů, kdy už dojde k dekoherenci. Při přenosu totiž dochází k rozptýlení a k postupnému pohlcení uvnitř optického vlákna.
Manjin Zhong v laboratoři (Zdroj: ANU)
I když jde o fyzický přenos, pomocí vytvořeného prototypu lze dostat kvantovou informaci na mnohem větší vzdálenosti – tisíce kilometrů a teoreticky tedy kamkoli na planetě. Princip je poměrně jednoduchý – do oddělených krystalů se uloží provázané fotony a tyto krystaly jsou pak fyzicky přeneseny na různá místa přenosové sítě. Krystaly pak mohou být základem třeba kvantových opakovačů, které budou umístěné v rámci kvantové sítě.
Je to tak poprvé, kdy možné zkoumat kvantové provázání na takové vzdálenosti, což může vést k novým testům, ověřováním současných teorií a také k novým objevům.
Abstrakt k výzkumu (Nature)