Os cientistas alcançaram o teletransporte quântico pela primeira vez através de um cabo de Internet movimentado

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/avalanche noticias

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.