Ομάδα επιστημόνων, υπό την καθοδήγηση του Jordan Thomas από το Πανεπιστήμιο Northwestern των ΗΠΑ, κατάφερε κάτι που μέχρι πριν κάποια χρόνια θεωρούνταν ακατόρθωτο:
Για πρώτη φορά πραγματοποίησε κβαντική τηλεμεταφορά μέσω καλωδίου οπτικής ίνας μήκους 30 χιλιομέτρων!
Για να γίνει κατανοητή η σημασία αυτού του επιτεύγματος υπενθυμίζεται ότι, οι συμβατικές επικοινωνίες υψηλής ισχύος, όπως μεταφορά δεδομένων με ταχύτητες 400 Gbps πραγματοποιούνται με αυτό το καλώδιο.
Το πείραμα παρουσιάστηκε στο περιοδικό «Óptica» και εφαρμόστηκε στον διακομιστή arXiv και πλέον είναι δυνατή η ενσωμάτωση κβαντικών δικτύων στην υπάρχουσα υποδομή τηλεπικοινωνιών.
Quantum teleportation is revolutionizing post-quantum cryptography! Recent breakthroughs allow secure data transmission using existing fiber-optic cables, paving the way for a quantum-secure future. #QuantumCrypto #QuantumTeleportation (https://t.co/fgobg3IwEN)
— Zeeshan Khan (@ecozeeshan) December 25, 2024
Η κβαντική τηλεμεταφορά αφορά την μεταφορά της κβαντικής κατάστασης ενός σωματιδίου, όπως ενός φωτονίου, από ένα σημείο σε άλλο.
Quantum teleportation, once confined to the pages of science fiction, is steadily becoming a tangible scientific achievement. https://t.co/Ta1HFMR42B
— Paul LeCoque (@paullecoque) December 25, 2024
Πρόκειται για το φαινόμενο της κβαντικής διεμπλοκής (quantum entanglement), κατά το οποίο δύο σωματίδια συνδέονται με τρόπο που οποιαδήποτε αλλαγή στην κατάσταση του ενός επηρεάζει ακαριαία το άλλο, ανεξάρτητα από την απόστασή τους.
Για να το εξηγήσουμε πιο απλά το συγκεκριμένο φαινόμενο παραβιάζει το όριο της ταχύτητας του φωτός.
Αν για παράδειγμα κάποιος μπορούσε να μεταφερθεί στο διπλανό γαλαξία με τα μέχρι τώρα δεδομένα και με βάση την ταχύτητα του φωτός θα επικοινωνούσαμε μαζί του σε περίπου 2 εκατομμύρια χρόνια!
Τώρα όμως με τη χρήση των κβαντικών επικοινωνιών η σύνδεση μαζί του θα μπορούσε να γίνεται σε πραγματικό χρόνο!
https://twitter.com/QuanDotScience/status/1871841254712991753?ref_src=twsrc%5Etfw%7Ctwcamp%5Etweetembed%7Ctwterm%5E1871841254712991753%7Ctwgr%5Ef1e241f91d498111403bdc763db14cfac21e2094%7Ctwcon%5Es1_&ref_url=https%3A%2F%2Fwww.pronews.gr%2Fepistimes%2Fegine-pragmatikotita-i-kvantiki-tilemetafora-o-kosmos-den-tha-einai-pote-pia-idios%2F
Το επίτευγμα είναι τεράστιο γιατί ανοίγει «πόρτες» και για άλλα πράγματα πέραν των επικοινωνιών.
Στο μέλλον κάποια στιγμή θα λυθεί και το πρόβλημα της μεταφοράς ανθρώπων σε εξωπραγματικές αποστάσεις που κι αυτό συναντάει το πρόβλημα του ορίου της ταχύτητας του φωτός.
Με λίγα λόγια αυτά τα οποία βλέπουμε στις καταπληκτικές αφηγήσεις επιστημονικής φαντασίας, Star Wars, Star Trek, Dune, Foundation, Rebel Moon κ.α. μπορούν να γίνουν πραγματικότητα (και αυτό είναι μια ακόμα απόδειξη ότι η Φανταστική Λογοτεχνία και ο Κινηματογράφος αναφέρουν «περιέργως» πράγματα που κάποτε γίνονται πραγματικότητα).
Ακόμα και η παραβίαση του ορίου των «παράλληλων κόσμων» θα μπορούσε να είναι εφικτή κάποια στιγμή (μεταφορά σε «παράλληλη φέτα πραγματικότητας» παρόμοιας με την δική μας αλλά που σε κάποιο χρονικό σημείο ακολούθησε διαφορετική πορεία, π.χ. σε κάποια παράλληλη Γη οι Γερμανοί Ναζί κέρδισαν τον Β’ ΠΠ, ή η κρίση της Κούβας του 1962 κατέληξε σε πυρηνικό όλεθρο)!
Η τηλεμεταφορά επιτρέπει τη μεταφορά της πληροφορίας που περιέχεται σε ένα κβαντικό bit (qubit) χωρίς να χρειάζεται η φυσική μετακίνηση του σωματιδίου.
Αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για τα μελλοντικά κβαντικά δίκτυα επικοινωνίας, ενισχύοντας τη συνεργασία και την ασφάλεια των δεδομένων, αλλά η ουσία είναι αυτό που είπαμε πριν: Όλα θα γίνονται ακαριαία ασχέτως της απόστασης!
Η επιτυχία αυτής της μεθόδου οφείλεται σε έναν συνδυασμό καινοτόμων τεχνικών που προστάτευσαν την κβαντική πληροφορία από την παρεμβολή του «θορύβου» των συμβατικών δεδομένων.
Το πρόβλημα προκύπτει κυρίως από το φαινόμενο της αυθόρμητης διασποράς Raman (SpRS), που προκαλείται από τη μεταφορά συμβατικών σημάτων υψηλής ισχύος.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν οπτικά κανάλια στη ζώνη O (optical O-band), που είναι λιγότερο ευάλωτη στον θόρυβο.
Ακόμη, στενό φιλτράρισμα φάσματος για τη μείωση της παρεμβολής και ανίχνευση πολλαπλών φωτονίων, ώστε να διασφαλίζεται η ακρίβεια της μεταφοράς.
Η τηλεμεταφορά πραγματοποιήθηκε με επιτυχία, διατηρώντας υψηλή ακρίβεια, παρά την ταυτόχρονη μετάδοση συμβατικών δεδομένων στην ίδια ίνα.
Η χρήση της υπάρχουσας υποδομής οπτικής ίνας μειώνει το κόστος ανάπτυξης των κβαντικών δικτύων, καθώς δεν απαιτείται η κατασκευή νέων, ακριβών δικτύων.
Η κβαντική τηλεμεταφορά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κβαντική κρυπτογράφηση, που προσφέρει απόλυτη ασφάλεια στις επικοινωνίες, κβαντικούς επαναλήπτες, που αυξάνουν την εμβέλεια των δικτύων, αλλά και κβαντικούς υπολογιστές σε δίκτυο, που συνεργάζονται για την επίλυση πολύπλοκων προβλημάτων.
Η έρευνα έδειξε ότι η τηλεμεταφορά διατηρεί την ακρίβειά της, παρά τις παρεμβολές από συμβατικά δεδομένα.
Το σφάλμα παρέμεινε στο 10%, αντίστοιχο με αυτό που παρατηρείται σε εργαστηριακές συνθήκες. Παρότι η επιτυχία είναι σημαντική, η τεχνολογία βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο.
Όμως σε σχέση με το παρελθόν υπάρχει μία σημαντική διαφορά. Πλέον όλα προωθούνται και επεξεργάζονται από την τεχνητή νοημοσύνη.
Αν και πολλές φορές στο pronews.gr έχουμε θίξει το ζήτημα του κινδύνου που μπορεί να αποτελέσει η τεχνητή νοημοσύνη για την Aνθρωπότητα, με την προϋπόθεση ότι αυτή θα μείνει φιλική ως προς τους ανθρώπους, σίγουρα θα προσφέρει τεράστια ώθηση στις τεχνολογικές εξελίξεις λόγω των απίστευτων υπολογιστικών ικανοτήτων που διαθέτει και της δυνατότητά της να μαθαίνει από τα λάθη της και άρα να δημιουργεί συνεχώς καλύτερους και πιο ρεαλιστικούς αλγόριθμους που να απεικονίζουν την ίδια την ζωή!
Η κβαντική τηλεμεταφορά σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη θα διαμορφώσουν τον κόσμο και θα τον αλλάξουν σε τόσο μεγάλο βαθμό που το 2035 δεν θα έχει καμία σχέση με το 2025.
Βέβαια η μεγάλη δύναμη προϋποθέτει και μεγάλες ευθύνες και οι άνθρωποι έχουν αποδείξει μέχρι τώρα ότι είναι παντελώς ανεύθυνοι.
pronews.gr
