Konkrétabban: Kvantumösszefonódás a gyakorlatban
A legújabb demonstrációban a csapat egy harmadik csomópontot is bekapcsolt Brooklyn és Manhattan között húzódó hálózatukba, létrehozva ezzel a hagyományos hálózathoz hasonló, többcsomópontos rendszert. Ebben a harmadik csomópontban valósul meg az úgynevezett összefonódáscsere és az útvonalválasztás: a rendszer képes az összefonódást igény szerint elosztani a különböző résztvevők között. Technikailag ez már nem egyszerű vonal, hanem valódi, kiterjeszthető kvantumhálózat.
Mire jó az MI-álló, feltörhetetlen internet?
A kvantumhálózat legnagyobb előnye a feltörés elleni védettség. A kvantumtitkosításban a kulcsok a fényrészecskék kvantumállapotait használják. Amint valaki megpróbálja lehallgatni a vonalat, az információ hordozója megváltozik, vagy elvész, így a lehallgatás azonnal kiderül. Ez azonban nem jelenti azt, hogy nincsenek kihívások: a kvantumjelek könnyen elveszhetnek az üvegszálban, vagy környezeti zajok tönkretehetik őket – emiatt az eddigi adatátvitel csak néhány kilométeres távon működött.
Új típusú hálózati topológia: hub-and-spoke
A mostani teszt során a kutatók a Qunnect nevű startup és a Cisco hálózati vállalat segítségével egy úgynevezett hub-and-spoke rendszert hoztak létre. Itt egy központi csomópont szervezi az adatcserét, míg a többi egyszerűbb végpontként működik. Brooklynból két összefonódott fotonpárt indítottak útra, amelyek 8–10 kilométert megtéve Lower Manhattanig jutottak, ahol a központban nagyon érzékeny, alacsony hőmérsékletű detektorok mérték a jeleket, és összekapcsoltak korábban egymással sosem találkozott fotonpárokat. Ez a technika az összefonódás átvitelén alapul – vagyis egyszerre több távoli eszköz között is biztosítja a kapcsolódást.
Lépésről lépésre a jövőhöz
A mostani technológia egyik komoly előnye, hogy nem igényli minden csomóponton a költséges, sok energiát fogyasztó hűtőrendszereket – elég, ha csak a központban üzemelnek ezek a berendezések. Mindez jelentősen olcsóbbá és könnyebbé teszi a hálózat későbbi bővítését, és felgyorsítja a valódi elterjedést.
Rövid távon ez a fejlesztés kulcsfontosságú lehet a pénzügyi, kormányzati és egészségügyi adatok titkosított védelmében. Hosszabb távon megnyílik az út a valódi elosztott kvantumszámítás előtt: több eszköz kapcsolódhat össze, hogy olyan problémákat is megoldjon, amelyek egyedül kezelhetetlenek lennének – például a gyógyszerfejlesztésben vagy a klímamodellezésben. Kvantumérzékelésre is lehetőséget ad, amely lehetővé teheti az orvosi képalkotást, a GPS nélküli navigációt vagy más áttörő eredményeket.
Továbbra is vannak kihívások
A fő akadály továbbra is a távolság: az üvegszálas kábelek minden kilométeren 0,2 decibeles jelveszteséget okoznak, így a jelenlegi rendszer csak 8–10 kilométeres szakaszokon volt képes az összefonódást megőrizni. Ha ezt jelentősen szeretnék bővíteni, kvantumismétlőkre van szükség, ezek fejlesztésük azonban már folyamatban van.
Ennek ellenére az új teszt igazolta, hogy sűrű városi környezetben is elháríthatók a kvantumhálózat legfőbb akadályai – ezzel pedig az MI-álló, feltörhetetlen kvantuminternet már tényleg karnyújtásnyira került.
