Cientistas da Northwestern University, nos EUA, são os primeiros no mundo, afirmam, a realizar o teletransporte quântico através de um cabo de Internet carregado com tráfego estranho. Eles conseguiram transmitir os estados emaranhados de dois fótons a uma distância de 30,2 km pela mesma fibra óptica por meio da qual eram trocados dados comuns, e então registraram o fato do colapso da função de onda e o teletransporte instantâneo de um estado quântico.
Fonte da imagem: geração AI Kandinsky 3.1/3DNews
Ainda existem sérias dúvidas sobre se é possível utilizar comunicações comuns para transferir estados quânticos – por outras palavras, para criar uma Internet quântica global sem implantar uma nova infra-estrutura separada. O trabalho de investigadores norte-americanos, publicado hoje na revista Optica, sugere que os dados quânticos poderiam ser transmitidos através das linhas de comunicação óptica existentes.
O experimento foi realizado em laboratório em uma bobina de cabo óptico com 30,2 km de comprimento. Olhando para o futuro, notamos que na próxima fase, os cientistas tentarão teletransportar estados quânticos através de uma rede real de Internet. Em condições de laboratório, os pesquisadores, na medida do possível, reproduziram o funcionamento da Internet em condições normais. O cabo transportava tráfego de Internet com largura de banda de 400 Gbit/s na banda C. A principal tarefa era selecionar uma faixa de frequência para dois fótons emaranhados que seus estados não fossem destruídos antes da medição (antes da conclusão da transmissão para o outro). fim da linha). Os cientistas também desenvolveram um sistema de filtro para minimizar a interferência do tráfego normal.
«Isto é incrivelmente emocionante porque ninguém pensou que fosse possível”, disse Prem Kumar, da Northwestern, que liderou o estudo. “Nosso trabalho mostra o caminho para redes quânticas e clássicas de próxima geração compartilhando uma única infraestrutura de fibra óptica. Essencialmente, isso abre a porta para levar as comunicações quânticas para o próximo nível.”
Deve-se esclarecer que o teletransporte quântico não transfere informações no sentido tradicional. O estado quântico do fóton é desconhecido de antemão. Uma tentativa de determiná-lo antes da transmissão, por exemplo, para medir a direção do giro, levará ao colapso da função de onda e simplesmente não haverá nada para enviar. E como não sabemos o que estamos transmitindo, não adianta teletransportar informações. No entanto, é possível teletransportar estados quânticos, que é a base da criptografia quântica. Se tal mensagem for interceptada, ela será conhecida instantaneamente, independentemente da distância entre os fótons emaranhados.
Projeto experimental. Fonte da imagem: Óptica 2024
Cientistas da Northwestern University demonstraram que fótons emaranhados podem ser transmitidos simultaneamente com dados normais usando uma linha de fibra óptica ocupada como exemplo. O estado quântico é retido até o final da transmissão e é teletransportado quando medido. Isto abre a possibilidade para a coexistência da criptografia quântica e do tráfego tradicional da Internet. Mas os investigadores pretendem ir mais longe. Eles estão interessados em transferir estados emaranhados para outros pares de fótons para que possam participar da computação quântica distribuída. Esta é a única maneira de sobrepor a Internet quântica à infraestrutura de Internet existente.