Forskere har længe troet, at kvantekommunikation ville kræve separate, dedikerede fiberkabler. Nu har et hold på Northwestern University bevist, at kvanteinformation kan sendes side om side med almindelig internettrafik – gennem de samme kabler.
Northwestern-forskernes innovative arbejde viser vejen til næste generations netværk, hvor kvantekommunikation og klassisk kommunikation kan dele den samme infrastruktur.
Holdet har fundet en måde at sende fotoner – lysets byggesten – individuelt gennem kabler, der normalt håndterer strømme af millioner af lyspartikler. Ved at vælge den helt rigtige bølgelængde og bruge særlige støjfiltre kan de isolere kvantesignalerne fra den normale datatrafik.
Spøgelsesagtig sammenkobling
Kvanteteleportering lyder som science fiction, men det er en meget virkelig proces, hvor tilstanden af en partikel overføres til en anden, uden at den første partikel fysisk bevæger sig. Det sker gennem det, Einstein kaldte “spøgelsesagtig sammenkobling på afstand” – eller kvantesammenfiltring.
Men selv om denne proces er øjeblikkelig, kan den ikke bruges til at sende information hurtigere end lysets hastighed – det revolutionerende er den absolutte sikkerhed, som teknologien tilbyder. Det skyldes, at enhver opfangning eller måling af kvanteinformationen uundgåeligt ændrer den, og derfor vil den øjeblikkeligt blive opdaget af afsender og modtager.
Det er utroligt spændende, fordi ingen troede, at det var muligt. Vores arbejde viser vejen til den næste generation af kvante- og klassiske netværk, der deler den samme fiberoptiske infrastruktur.” (Prem Kumar, professor ved Northwestern University)
Fra laboratoriet til virkeligheden
Tidligere har kvanteteleportering kun været mulig under kontrollerede forhold i laboratoriet. Nu har forskere vist, at det også fungerer i almindelige fiberoptiske netværk.
Gennem detaljerede studier af, hvordan lyset spredes i kablerne, har holdet fundet det perfekte frekvensvindue, hvor kvantesignalerne kan rejse uforstyrret.
Vi undersøgte nøje, hvordan lyset spredes i kablerne, og placerede vores fotoner på et strategisk punkt, hvor spredningen minimeres. Vi fandt ud af, at vi kunne udføre kvantekommunikation uden interferens fra de klassiske kanaler, der var til stede på samme tid.” (Prem Kumar, professor ved Northwestern University)
Næste skridt: Under jorden
Forskerteamet planlægger nu at teste systemet over længere afstande og derefter gå videre til underjordiske fiberkabler. Målet er at bevise, at teknologien kan fungere i den virkelige verden.
Det kan bane vejen for et fremtidigt kvanteinternet, der er meget mere sikkert end nutidens løsninger, uden at det er nødvendigt at lægge nye kabler. Mens hastigheden stadig vil være begrænset af lyshastigheden i fiberkablerne, vil sikkerheden være på et helt nyt niveau.
Mere info: news.northwestern.edu