Tým z univerzity ve Stuttgartu v Německu dosáhl průlomu v kvantové komunikaci: úspěšně teleportoval kvantové informace mezi fotony generované zcela odlišnými zdroji světla. Tento milník výrazně přibližuje vizi bezpečného kvantového internetu s dlouhým dosahem realitě.
Problém kvantového přenosu na vzdálenost
Tradiční internetové signály lze zesílit pomocí zesilovačů, ale kvantová data fungují jinak. Jakýkoli pokus o zesílení kvantového signálu ničí jeho křehký stav a činí jej nepoužitelným. K přenosu kvantových informací na velké vzdálenosti potřebujete světelné zdroje, které produkují identické fotony – částice, které jsou od sebe nerozeznatelné.
To byla hlavní překážka: zajistit, aby dva nezávislé zdroje produkovaly fotony se stejnými vlastnostmi, je neuvěřitelně obtížné. Drobné rozdíly mohou zničit kvantový stav během teleportace.
Kvantové tečky: klíč ke stabilitě
Výzkumníci tento problém vyřešili pomocí kvantových teček : polovodičů o velikosti nano, které vyzařují světlo s extrémně přesnými frekvencemi. Tyto body produkují fotony tak podobné, že jsou prakticky zaměnitelné. To vám umožňuje „přenášet“ kvantové informace přes sítě s přenosovými stanicemi bez ztrát nebo poruch.
„Poprvé na světě se nám podařilo přenést kvantové informace mezi fotony pocházejícími ze dvou různých kvantových teček,“ říká fyzik Peter Michler z univerzity ve Stuttgartu.
Jak funguje kvantová teleportace (není to, co si myslíte)
Termín “teleportace” je zavádějící. Výzkumníci hmotu nepohybují; přenášejí kvantový stav – informace zakódované uvnitř fotonu – z jedné částice na druhou. To vyžaduje, aby tyto dva fotony byly v “fuzzy” kvantovém stavu a, kriticky, byly nerozlišitelné.
Stuttgartský tým prokázal, že to funguje, i když fotony pocházejí z různých kvantových teček, čímž se otevřely dveře k rozšiřování kvantových sítí. Experiment byl proveden přes standardní 10metrový optický kabel, což potvrdilo kompatibilitu se stávající infrastrukturou.
Proč na tom záleží: Kvantová bezpečnost
Následky jsou obrovské. Kvantový internet chráněný touto technologií by mohl znemožnit odposlech. Kvantová komunikace je ze své podstaty bezpečná, protože jakýkoli pokus o zachycení signálu jej změní a upozorní odesílatele a příjemce.
Současná úspěšnost teleportace je něco málo přes 70 %, ale výzkumníci pracují na jejím vylepšení. Další prioritou je zvýšení vzdálenosti.
Tento průlom ukazuje, že kvantová technologie založená na kvantových tečkách se rychle vyvíjí a poskytuje zásadní stavební blok pro budoucí zabezpečené komunikační sítě. Závod o vytvoření funkčního kvantového internetu je v plném proudu a tento experiment představuje důležitý krok vpřed.
