Vědci poprvé propojili kvantovou informaci mezi dvěma nezávislými zdroji a otevřeli cestu k reálným kvantovým sítím
Vygenerováno v Nano Banana Pro
Internet budoucnosti: informace se nepřenáší, ale teleportuje
Bezpečný internet, který nejde hacknout, je o krok blíž. Vědci poprvé propojili kvantovou informaci mezi dvěma nezávislými zdroji a otevřeli cestu k reálným kvantovým sítím.
bac
Kvantový internet se roky drží na pomezí teorie a laboratorních experimentů. Teď se ale posunul o kus blíž realitě. Vědci z University of Stuttgart totiž poprvé dokázali přenést kvantovou informaci mezi fotony, které nevznikly na stejném místě. Podle studie publikované v Nature Communications jde o zásadní krok k budování škálovatelných kvantových sítí.
Na první pohled jde o abstraktní fyziku. Ve skutečnosti ale řeší velmi praktický problém, a to je bezpečnost dat. „Kvantová komunikace využívá vlastností fotonů tak, že jakýkoli pokus o odposlech zanechá stopu,“ vysvětluje studii vedoucí výzkumu Quantenrepeater Peter Michler. Jinými slovy – ideální šifrování, které nejde nepozorovaně prolomit.
Problém: kvantová data nelze zesílit
Současný internet stojí na optických vláknech, kde se signál pravidelně zesiluje. U kvantové komunikace to ale nefunguje. Informaci nelze kopírovat ani zesilovat bez jejího zničení. Právě proto se hledá jiné řešení – takzvaná kvantová teleportace.
„Informace se nepřenáší přímo, ale přepisuje se na jiný foton,“ popisuje jeden z autorů Tim Strobel, jak funguje kvantový přenos. Je to trochu jako zmáčknout „CTRL+C“ a „CTRL+V“ v kvantovém světě – jen s tím rozdílem, že se nic nekopíruje, protože kvantovou informaci kopírovat nelze.
Klíčové je, že původní informace při tom zanikne – což je zásadní pro bezpečnost.
Průlom: propojení různých kvantových zdrojů
Dosud byl problém v tom, že fotony z různých zdrojů nejsou dostatečně „stejné“. Liší se například frekvencí nebo časováním, což teleportaci znemožňuje.
Tým ze Stuttgartu to obešel kombinací polovodičových kvantových teček a takzvaných frekvenčních konvertorů. Ty dokážou drobné rozdíly mezi fotony vyrovnat. Výsledkem bylo úspěšné přenesení kvantového stavu mezi dvěma nezávislými zdroji – poprvé v historii.
Co to znamená v praxi
Experiment zatím proběhl na vzdálenosti zhruba 10 metrů optického vlákna. To samo o sobě není průlomové. Důležitější je princip, který funguje.
Podle studie jde o klíčový krok k vývoji takzvaných kvantových repeaterů – uzlů, které umožní přenos kvantové informace na velké vzdálenosti. Bez nich kvantový internet nevznikne.
„Přenos mezi různými kvantovými zdroji je zásadní pro překonání větších vzdáleností,“ uvádí Michler.
Co ještě chybí
Technologie zatím není připravená pro praxi. Úspěšnost teleportace se pohybuje lehce nad 70 procenty a vzdálenosti jsou omezené. Vědci ale věří, že další pokrok přijde s lepší výrobou polovodičů a přesnější kontrolou fotonů.
„Je to výsledek let výzkumu, který se konečně začíná přibližovat reálnému využití,“ doplňuje podle studie Simone Luca Portalupi.
