Η επιστημονική φαντασία ένα βήμα πιο κοντά στην πραγματικότητα: Ερευνητές κατάφεραν να τηλεμεταφέρουν κβαντικές πληροφορίες

Η επιστημονική φαντασία ένα βήμα πιο κοντά στην πραγματικότητα: Ερευνητές κατάφεραν να τηλεμεταφέρουν κβαντικές πληροφορίες Facebook Twitter
0

Ερευνητές στην Ολλανδία κατάφεραν να τηλεμεταφέρουν κβαντικές πληροφορίες σε ένα απλό δίκτυο τριών κόμβων, μια «πρωτιά» που συνιστά σημαντικό βήμα προόδου για ένα μελλοντικό κβαντικό Ίντερνετ.

Το επίτευγμα κατέστη εφικτό χάρη στη βελτίωση της κβαντικής μνήμης και της ποιότητας των κβαντικών συνδέσμων ανάμεσα στους τρεις κόμβους του δικτύου. Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας του Ντελφτ και του Οργανισμού Εφαρμοσμένης Επιστημονικής Έρευνας (ΤΝΟ) της Ολλανδίας, με επικεφαλής τον Ρόναλντ Χάνσον, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», διευκρίνισαν ότι η εκτεταμένη χρήση της τηλεμεταφοράς σε ένα κβαντικό δίκτυο θα απαιτήσει χρόνο, καθώς θα χρειαστούν αρκετές ακόμη τεχνικές πρόοδοι έως την τελική ανάπτυξη ενός μεγάλης κλίμακας κβαντικού διαδικτύου.

Το μελλοντικό κβαντικό διαδίκτυο θα βασίζεται στην ικανότητα του να στέλνει κβαντικές πληροφορίες (κβαντικά bits ή qubits) ανάμεσα στους κόμβους που το απαρτίζουν. Αυτό θα επιτρέψει διάφορες εφαρμογές όπως την απολύτως ασφαλή ανταλλαγή δεδομένων και εμπιστευτικών πληροφοριών, καθώς επίσης την ταυτόχρονη διασύνδεση αρκετών κβαντικών υπολογιστών και υψηλής ακριβείας κβαντικών αισθητήρων διαφόρων ειδών.

Οι κόμβοι ενός τέτοιου κβαντικού δικτύου αποτελούνται από μικρούς κβαντικούς επεξεργαστές. Η αποστολή κβαντικών πληροφοριών ανάμεσα σε αυτούς τους κόμβους-επεξεργαστές δεν είναι εύκολη υπόθεση. Η πιθανότητα να σταλούν κβαντικές πληροφορίες με τη χρήση σωματιδίων φωτός «σκοντάφτει» στις αναπόφευκτες απώλειες στα καλώδια των οπτικών ινών, ιδίως σε μεγάλες αποστάσεις, με συνέπεια τα σωματίδια αυτά να μην φθάνουν όλα στον προορισμό τους. Η απώλεια ενός σωματιδίου φωτός σημαίνει ότι θα χαθούν για πάντα πολύτιμες κβαντικές πληροφορίες.

Μια καλύτερη αλλά πιο «εξωτική» λύση είναι η τηλεμεταφορά κβαντικών πληροφοριών, που έχει ομοιότητες με την τηλεμεταφορά στην επιστημονική φαντασία: το κβαντικό bit εξαφανίζεται στην πλευρά του αποστολέα και εμφανίζεται ως δια μαγείας στην πλευρά του παραλήπτη. Καθώς η κβαντική πληροφορία δεν χρειάζεται να ταξιδέψει στον ενδιάμεσο χώρο, δεν υπάρχει περίπτωση να χαθεί, πράγμα που καθιστά την κβαντική τηλεμεταφορά κρίσιμη τεχνολογία για τη δημιουργία ενός κβαντικού Ίντερνετ.

Πώς πέτυχαν την τηλεμεταφορά 

Για να επιτευχθεί όμως η «μαγική» τηλεμεταφορά, υπάρχουν τρεις προϋποθέσεις:

  • ένας σύνδεσμος κβαντικής διεμπλοκής ανάμεσα στον πομπό και στον δέκτη,
  • μια αξιόπιστη μέθοδος για το «διάβασμα» των κβαντικών επεξεργαστών και
  • η ικανότητα προσωρινής αποθήκευσης κβαντικών bits.

Έως σήμερα είχε δειχθεί ότι είναι δυνατή η τηλεμεταφορά κβαντικής πληροφορίας ανάμεσα σε δύο γειτονικούς κόμβους. Τώρα, για πρώτη φορά, επιτεύχθηκε τέτοια τηλεμεταφορά ανάμεσα σε μη γειτονικούς κόμβους, με άλλα λόγια μέσα σε ένα δίκτυο. Τα κβαντικά bits ταξίδεψαν από τον κόμβο «Τσάρλι» στον κόμβο «Αλίκη», με τη βοήθεια του ενδιάμεσου κόμβου «Μπομπ».

Η τηλεμεταφορά συνίσταται σε τρία στάδια.

Στο πρώτο στάδιο πρέπει να δημιουργηθεί μια κατάσταση κβαντικής διεμπλοκής ανάμεσα στον «Τσάρλι» και στην «Αλίκη». Οι δύο αυτοί κόμβοι δεν έχουν άμεση φυσική σύνδεση μεταξύ τους, αλλά συνδέονται και οι δύο μέσω οπτικής ίνας με τον «Μπομπ». Η «Αλίκη» δημιουργεί κβαντική διεμπλοκή με τον «Μπομπ», ο οποίος ως ενδιάμεσος αποθηκεύει προσωρινά την κατάσταση αυτή. Στη συνέχεια, ο «Μπομπ» δημιουργεί ανάλογη κατάσταση κβαντικής διεμπλοκής με τον «Τσάρλι», στον οποίο ο πρώτος στέλνει τις κβαντικές πληροφορίες της «Αλίκης». Τελικά, η «Αλίκη» και ο «Τσάρλι» βρίσκονται σε κβαντική διεμπλοκή χάρη στη μεσολάβηση του «Μπομπ» και άρα καθίσταται δυνατή η τηλεμεταφορά κβαντικών δεδομένων.

Στο δεύτερο στάδιο της διαδικασίας δημιουργείται το «μήνυμα» (κβαντικό bit) που θα τηλεμεταφερθεί, ενώ στο τρίτο βήμα λαμβάνει χώρα η ίδια η τηλεμεταφορά. Αυτή καθιστά εφικτό κάτι αδιανόητο στον κόσμο που βιώνουμε ως πραγματικότητα, αλλά που είναι δυνατό στον κβαντικό κόσμο: η πληροφορία εξαφανίζεται στη μεριά του «Τσάρλι» και αμέσως εμφανίζεται στην «Αλίκη». Το κβαντικό bit έχει επίσης κρυπτογραφηθεί κατά τη μεταφορά του.

Το επόμενο στάδιο ερευνών θα εστιάσει στην αντιστροφή των βημάτων ένα και δύο του πρωτοκόλλου τηλεμεταφοράς, έτσι ώστε πρώτα να δημιουργείται ή να λαμβάνεται το προς τηλεμεταφορά κβαντικό bit και μετά να γίνεται η προετοιμασία για την τηλεμεταφορά του.

Με πληροφορίες από ΑΠΕ

Τech & Science
0

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

Google: Εισάγει το AI Mode στην Ελλάδα - Όσα αλλάζουν στην αναζήτηση

Τech & Science / Google: Εισάγει το AI Mode στην Ελλάδα - Όσα αλλάζουν στην αναζήτηση

Tο AI Mode χρησιμοποιεί την τεχνική "query fan-out" (διασπορά ερωτημάτων) της Google, η οποία αναλύει την ερώτηση των χρηστών σε επιμέρους θέματα και εκτελεί ταυτόχρονα πληθώρα αναζητήσεων για λογαριασμό του
LIFO NEWSROOM
Κατάθλιψη: Οι γυναίκες διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο εμφάνισης σε σύγκριση με τους άνδρες

Τech & Science / Κατάθλιψη: Οι γυναίκες διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο εμφάνισης σε σύγκριση με τους άνδρες

Η μελέτη αναγνωρίζει ότι υπάρχουν πολλαπλές εξηγήσεις για τη διαφορά στα ποσοστά κατάθλιψης μεταξύ ανδρών και γυναικών - από συμπεριφορικούς και περιβαλλοντικούς, έως βιολογικούς παράγοντες
LIFO NEWSROOM
Ευρωπαίοι πολιτικοί ελέγχθηκαν για PFAS – Όλοι βγήκαν θετικοί στα «παντοτινά πλαστικά»

Τech & Science / Ευρωπαίοι πολιτικοί ελέγχθηκαν για τοξικά χημικά PFAS – Όλοι βγήκαν θετικοί στα «παντοτινά πλαστικά»

«Πρόκειται για μια ανατριχιαστική πραγματικότητα. Είναι κρίσιμο να αναλάβουμε δράση» τόνισε ο Δανός υπουργός Περιβάλλοντος, στο αίμα του οποίου βρέθηκαν τρεις ουσίες τοξικές για την αναπαραγωγή
LIFO NEWSROOM
AI στα σχολεία: Όταν οι μαθητές διδάσκουν τους δασκάλους για την Τεχνητή Νοημοσύνη

Τech & Science / Αυτοί οι έφηβοι από τη Silicon Valley ορίζουν πώς θα μπει η AI στα σχολεία όλου του κόσμου

Μαθητές στη Σίλικον Βάλεϊ αναλαμβάνουν πρωτοβουλία να καθορίσουν οι ίδιοι –μαζί με γονείς και εκπαιδευτικούς– τους κανόνες χρήσης της Τεχνητής Νοημοσύνης στην εκπαίδευση
LIFO NEWSROOM
ChatGPT: Πατέρας παρέκαμψε σε 5 λεπτά τα φίλτρα ασφαλείας για εφήβους

Τech & Science / ChatGPT: Πατέρας παρέκαμψε σε 5 λεπτά τα φίλτρα ασφαλείας για εφήβους

Το ChatGPT παρουσίασε νέους γονικούς ελέγχους, όμως οι ειδικοί προειδοποιούν: τα παιδιά μπορούν να τους παρακάμψουν εύκολα - Οι ανησυχίες για την ασφάλεια, την ιδιωτικότητα και την ψυχική υγεία των εφήβων φουντώνουν, ενώ οι αρχές ζητούν αυστηρότερη νομοθεσία για την τεχνητή νοημοσύνη
LIFO NEWSROOM
VIOLOGIKA OPLA VIOTROMOKRATIA TEHNITI NOIMOSINI

Τech & Science / Βιοτρομοκρατία: Ερευνητές προειδοποιούν για επικίνδυνες παραλλαγές πρωτεϊνών μέσω τεχνητής νοημοσύνης

Ερευνητές προειδοποιούν για αυξανόμενες απειλές βιοτρομοκρατίας λόγω AI και συνθετικής βιολογίας, εντοπίζοντας κρίσιμη ευπάθεια σε λογισμικό βιοασφάλειας
LIFO NEWSROOM