Superbezpieczny internet kwantowy właśnie zbliżył się o kolejny krok do rzeczywistości

Kategoria: Przetwarzanie danych Opublikowany 22 sierpnia

Naukowcom udało się przesłać rekordową ilość danych w formie kwantowej, używając dziwnej jednostki informacji kwantowej zwanej qutritem.

Wiadomości: Technologia kwantowa obiecuje umożliwić bezpieczne przesyłanie danych na duże odległości. Naukowcy wykazali już, że możliwe jest przesyłanie informacji zarówno na lądzie, jak i przez satelity za pomocą bitów kwantowych, czyli kubitów. Teraz fizycy z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Chinach oraz Uniwersytetu Wiedeńskiego w Austrii znaleźli sposób na przesyłanie jeszcze większej ilości danych za pomocą czegoś, co nazywa się trytami kwantowymi lub qutritami.

Qutrits? Och, daj spokój, właśnie to wymyśliłeś: Nie, są prawdziwe. Konwencjonalne bity używane do kodowania wszystkiego, od dokumentacji finansowej po filmy na YouTube, to strumienie impulsów elektrycznych lub fotonicznych, które mogą reprezentować albo jeden lub 0 . Kubity, które zazwyczaj są elektronami lub fotonami, mogą przenosić więcej informacji, ponieważ mogą być spolaryzowane w dwóch kierunkach jednocześnie, więc mogą reprezentować zarówno jeden i 0 w tym samym czasie. Qutrity, które można spolaryzować w trzech różnych wymiarach jednocześnie, mogą przenosić jeszcze więcej informacji. Teoretycznie można to następnie przesłać za pomocą teleportacji kwantowej.

Kwantowe… co? Teleportacja kwantowa to metoda przesyłania danych, która opiera się na prawie mistycznym zjawisku zwanym splątaniem. Splątane cząstki kwantowe mogą wpływać na swój stan, nawet jeśli są od siebie oddalone o kontynenty. W teleportacji nadawca i odbiorca otrzymują po jednym z pary splątanych kubitów. Nadawca mierzy interakcję swojego kubitu z innym, który przechowuje dane, które chcą wysłać. Stosując wyniki tego pomiaru do drugiego splątanego kubitu, odbiornik może ustalić, jakie informacje zostały przesłane. (Aby uzyskać bardziej szczegółowe spojrzenie na teleportację kwantową, zapoznaj się z naszym wyjaśnieniem tutaj.)

Pomiar postępu: Zrobienie tego z kubitami nie jest łatwe – a wykorzystanie kubitów jest jeszcze trudniejsze z powodu tego dodatkowego wymiaru. Jednak naukowcy, do których należy Jian-Wei Pan, chiński pionier komunikacji kwantowej, twierdzą, że rozwiązali problem, dostosowując pierwszą część procesu teleportacji, aby nadawcy mieli więcej informacji pomiarowych do przekazania odbiorcom. Ułatwi to tym ostatnim zorientowanie się, jakie dane zostały przeteleportowane. Badania były opublikowany w czasopiśmie Physical Review Letters.

Odstraszanie hakerów: Może się to wydawać dość ezoteryczne, ale ma ogromne implikacje dla cyberbezpieczeństwa. Hakerzy mogą podsłuchiwać konwencjonalne bity przepływające przez Internet bez pozostawiania śladów. Ale ingerowanie w jednostki kwantowe informacji powoduje, że tracą swój delikatny stan kwantowy, pozostawiając charakterystyczny znak włamania. Gdyby qutrity można było wykorzystać na dużą skalę, mogłyby one stanowić podstawę ultra-bezpiecznego Internetu kwantowego, który mógłby być wykorzystywany do wysyłania bardzo wrażliwych danych rządowych i handlowych.