Teleportarea e posibilă: S-a demonstrat, în sfârșit, după ce informații cuantice "au călătorit" aproape 30 km

O echipă de cercetători din Statele Unite a reușit să transmită informații cuantice pe o distanță de aproximativ 29 de kilometri, folosind infrastructura unui internet obișnuit. Experimentul deschide noi perspective pentru dezvoltarea internetului cuantic, care ar putea permite comunicații mai sigure și conectarea unor calculatoare cuantice, fără a fi necesară construirea unei rețele complet separate.

Rezultatul nu înseamnă că oamenii sau obiectele pot fi teleportați fizic, așa cum se întâmplă în filmele science-fiction. Cel puțin, nu încă. Dar e un prim pas care ne duce într-acolo. Teleportarea cuantică presupune transferul stării cuantice a unei particule către un alt sistem aflat la distanță, nu deplasarea materiei dintr-un loc în altul.

Cum au reușit cercetătorii să transmită informații cuantice

Experimentul a fost realizat de o echipă de la Universitatea Northwestern din Statele Unite, iar rezultatele au fost publicate în revista științifică Optica. Cercetătorii au demonstrat că teleportarea cuantică poate funcționa printr-o fibră optică folosită simultan pentru traficul obișnuit de internet. Conexiunea a avut o lungime de aproximativ 30 de kilometri și a transportat date convenționale la o viteză de 400 de gigabiți pe secundă, notează Popular Mechanics.

Principala provocare a fost protejarea informațiilor cuantice de interferențele provocate de celelalte semnale care circulau prin fibră. Aceste interferențe pot distruge starea cuantică necesară transferului și pot face imposibilă recuperarea informației.

Pentru a depăși problema, echipa a identificat o lungime de undă mai puțin afectată de traficul convențional și a utilizat filtre speciale pentru reducerea zgomotului. Astfel, cercetătorii au reușit să transmită informații cuantice fără ca fluxul obișnuit de date să compromită procesul.

Descoperirea este importantă deoarece, până acum, una dintre dificultățile dezvoltării internetului cuantic era tocmai posibilitatea ca semnalele cuantice, extrem de fragile, să coexiste cu volume mari de date convenționale.

Ce este teleportarea cuantică

Teleportarea cuantică se bazează pe un fenomen numit entanglement, cunoscut și ca înlănțuire cuantică. Acesta permite existența unor corelații speciale între particule, chiar și atunci când acestea se află la distanță una de cealaltă.

Prin folosirea unor particule înlănțuite și a unui protocol care implică și comunicare clasică, starea cuantică a unei particule poate fi transferată către un alt sistem. Starea originală nu este pur și simplu copiată, iar procesul nu presupune transportarea fizică a particulei de la un punct la altul.

De asemenea, teleportarea cuantică nu permite transmiterea instantanee a mesajelor și nu poate depăși limita vitezei luminii. Importanța sa constă în posibilitatea de a transfera informație cuantică, o capacitate esențială pentru viitoarele sisteme de calcul și comunicații.

Experimente de teleportare cuantică au fost realizate încă din anii 1990. Noutatea cercetării de la Universitatea Northwestern este că transferul a fost demonstrat printr-o infrastructură care transporta deja trafic obișnuit de internet, la o viteză ridicată.

Cum ar putea arăta internetul cuantic

Pe termen lung, internetul cuantic ar putea conecta dispozitive și calculatoare cuantice prin rețele de fibră optică și alte sisteme de comunicații. O asemenea infrastructură ar putea permite dezvoltarea unor metode de comunicare cu securitate sporită, a unor senzori cuantici mai performanți și a unor sisteme de calcul distribuit.

Un avantaj important al descoperirii este că rețelele cuantice ar putea utiliza o parte din infrastructura de telecomunicații deja existentă. În loc să fie construite de la zero rețele separate, dedicate exclusiv informațiilor cuantice, anumite comunicații ar putea fi integrate în sistemele actuale.

Această posibilitate ar putea reduce costurile și dificultățile tehnice asociate extinderii tehnologiei, deși implementarea la scară largă va necesita cercetări suplimentare.

Internetul cuantic rămâne însă o tehnologie în dezvoltare. Sunt necesare noi experimente pentru a demonstra că transferul poate funcționa pe distanțe mai mari, prin rețele complexe și în condiții reale de utilizare.

Experimentul realizat de cercetătorii americani reprezintă, astfel, un pas important către integrarea comunicațiilor cuantice în infrastructura digitală existentă. Deși teleportarea oamenilor și a obiectelor rămâne un scenariu science-fiction, transferul informației cuantice prin rețele obișnuite de telecomunicații este un obiectiv științific concret, pentru care au fost deja demonstrate primele rezultate promițătoare.