Kvantti-internet toimii perinteisen dataliikenteen rinnalla

Northwestern Universityn tutkijat ovat osoittaneet, että kvantti-informaatio ja nykyinen internet-liikenne voivat rauhanomaisesti esiintyä saman valokuitukaapelin sisällä.

Uudessa tutkimuksessa tutkijat lähettivät onnistuneesti kietoutuneita fotoneja 24,4 kilometrin pituisen valokuitukaapelin kautta, joka yhdisti Evanstonin ja Chicagon keskustan, samalla kun sama kaapeli kuljetti suuren kapasiteetin internet-liikennettä. Perinteisen datatulvan keskellä kvanttisignaalit pysyivät huomattavan ehjinä – lomittuminen säilyi yli 94 %:n tarkkuudella.

Sallimalla hauraiden kvanttisignaalien ja tehokkaiden klassisten datavirtojen jakaa sama optinen kuitu, työ osoittaa käytännöllisen polun tulevaisuuden kvanttiverkkojen rakentamiseen ilman täysin uutta tietoliikenneinfrastruktuuria.

”Kvanttisignaalit ovat hyvin, hyvin pieniä verrattuna klassisiin signaaleihin”, sanoo tutkimuksen vanhempi kirjoittaja Prem Kumar . ”Se on kuin muurahainen kulkisi norsujen täyttämää polkua pitkin. Tuloksemme osoittavat, että fotonit voivat selvitä matkasta ja pysyä lomittuneina.”

Kvantti-informaation siirtoon liittyy kvanttilomittuminen, jotka eivät kuljeta informaatiota vaan ne voivat auttaa vaihtamaan kvantti-informaatiota pitkien matkojen päähän – ilman, että ne fyysisesti kantaisivat sitä – teleportaation avulla. Vaikka tämä lähestymistapa on erittäin nopea ja turvallinen, se on myös uskomattoman herkkä häiriöille.

”Optisessa viestinnässä kaikki signaalit muunnetaan valoksi”, Kumar sanoi. ”Vaikka perinteiset viestinnän signaalit koostuvat tyypillisesti miljoonista valohiukkasista, kvantti-informaatiossa käytetään yksittäisiä fotoneja.”

Estääkseen kvanttifotonien ylikuormituksen vahvan liikenteen vuoksi Kumar ja hänen tiiminsä siirsivät fotonit optisen spektrin hiljaisempaan osaan, joka tunnetaan nimellä O-kaista. Perinteinen tiedonsiirto pysyi rajoittuneena C-kaistaan, jossa kaupalliset järjestelmät tyypillisesti toimivat.

Koska koe tehtiin kahdessa fyysisesti erillisessä paikassa, tutkijoiden piti myös pitää verkon molemmat päät synkronoituna biljoonasosa sekunnin tarkkuudella.

Tutkimus on osa laajempaa muutosta kohti kvanttiteknologioiden integrointia olemassa oleviin televiestintäjärjestelmiin.

Aiheesta aiemmin:

Kuinka siirtää kvanttisignaaleja standardin internetprotokollan avulla

Kvanttiteleportaation esittely Internet-kaapeleissa

Kvanttilaskennan aikakauteen sopivat optiset kuidut