Cientistas da Escola de Engenharia Molecular. A Universidade Pritzker de Chicago (PME) propôs envolver os Estados Unidos com uma rede de canais de comunicação especiais focados na transferência de estados quânticos de qubits. Isto permitirá criar uma Internet quântica e implementar a computação quântica distribuída, o que aumentará o poder dos já promissores computadores quânticos. A experiência dos observatórios de ondas gravitacionais ajudará nisso, pois os qubits terão que ser transmitidos no vácuo.
Fonte da imagem: Universidade de Chicago
A pesquisa é financiada pelos militares e pelo governo dos EUA. A Internet quântica não significa apenas comunicações absolutamente seguras que não podem ser facilmente hackeadas, mas também um crescimento exponencial na computação. A computação quântica distribuída pode resolver temporariamente o problema de dimensionamento de plataformas quânticas. Embora cada computador contenha qubits fisicamente grandes e poucos deles, a redistribuição da carga computacional ajudará a aumentar o desempenho de uma forma relativamente simples.
Os cientistas já conseguem e até colocam em prática a troca de estados quânticos em longas distâncias usando codificação de fótons. Graças a isso, estados quânticos podem ser transmitidos via fibra óptica convencional e por meio de laser no ar e no vácuo, por exemplo, por meio de satélites. Porém, a velocidade de transmissão é muito baixa, assim como a atenuação na fibra óptica é alta.
Cientistas da Universidade de Chicago confiaram na experiência de muitos anos de trabalho com observatórios de ondas gravitacionais, cujos sensores são túneis de três quilômetros com alto vácuo (10-11 atmosferas). Graças aos espelhos, os fótons nos túneis voam distâncias enormes, respondendo às ondas gravitacionais. Da mesma forma, é possível transmitir informações quânticas codificadas nos estados dos fótons ao longo de centenas e milhares de quilômetros. E para reduzir a probabilidade de sua dispersão, é necessário prever um sistema de focagem ao longo de todo o percurso.
Como resultado do trabalho, os pesquisadores fundamentaram teoricamente a possibilidade de cobrir os Estados Unidos com uma rede quântica de Internet de tubos de vácuo com diâmetro de 20 cm com lentes de foco a cada poucos quilômetros. Os cálculos mostram que tudo funcionará em um nível médio de vácuo (10-4 atmosferas). Na próxima etapa, os cientistas realizarão um estudo de viabilidade econômica do projeto. Mas mesmo agora eles enfatizam que nenhum dinheiro será poupado em prol de uma rede quântica de alta velocidade.