Internet kwantowy coraz bliżej; powstała pierwsza sieć wielowęzłowa
Nad Internetem kwantowym pracuje wielu naukowców z całego świata. Poczyniono kolejny krok ku jego realizacji. Grupa uczonych podłączyła trzy węzły kwantowe w sieć.
- holenderscy naukowcy zrobili kolejny krok ku opracowaniu komunikacji kwantowej – stworzyli sieć z trzech węzłów kwantowych.
Badania nad komputerami kwantowymi trwają od lat. Wiele wiodących firm może już się takowymi pochwalić (jak np. Sycamore opracowany przez Google). Oprócz posiadania ogromnych możliwości obliczeniowych, urządzenia te mogą komunikować się ze sobą w sposób wykraczający dalece poza obecne możliwości systemów łączności. Pierwsze kroki w tworzeniu sieci kwantowych zostały już poczynione. Firmom Caltech i Fermilab udało się ustanowić połączenie między komputerami kwantowymi oddalonymi o 44 km. Naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Delft (Holandia) wykonali kolejny krok w przyszłość, łącząc trzy takie urządzenia w sieć.
To pierwszy raz, gdy sieć została zbudowana z trzech procesorów kwantowych.
Tak skomentował odkrycie główny autor doświadczeń Ronald Hanson. Zespół naukowców stworzył po raz pierwszy sieć złożoną z trzech węzłów kwantowych. Były one umieszczone w tym samym budynku, w pewnej odległości od siebie. Jeden z procesorów posiadał pamięć kwantową i był swego rodzaju przekaźnikiem podczas komunikacji z pozostałymi. Sophie Hermans, członkini zespołu, tak komentuje przebieg doświadczeń:
Po ustabilizowaniu połączenia udało nam się zachować powstałe splątane stany, chroniąc je przed szumem kwantowym. Oznacza to, że w zasadzie możemy wykorzystać te stany do kwantowej dystrybucji klucza, obliczeń kwantowych lub opracowania dowolnego późniejszego protokołu kwantowego.
Wykorzystując właściwość splątania kwantowego dwóch takich jednostek informacji w różnych miejscach, możemy otrzymać możliwość komunikacji zachodzącej z niespotykanymi dotąd prędkościami, ponieważ w określonym układzie kwantowym zmiana stanu jednego z kubitów powoduje identyczne zmiany w innych, niezależnie od odległości. Holenderscy naukowcy dodając kolejne, trzecie urządzenie, musieli opracować odpowiednie protokoły komunikacji. Udowodnili w ten sposób, że stworzenie kwantowych sieci komputerowych jest możliwe, a kwantowy Internet nie jest tylko mrzonką.
Oczywiście jest to na razie bardzo wczesny etap. Sporym problemem nadal są niedoskonałości. Każdy kolejny kubit może zawierać błąd, a to zakłóci komunikację jednocześnie w całej sieci. Muszą zostać opracowane odpowiednie mechanizmy korekcji. Naukowcy zwracają też uwagę na konieczny rozwój kwantowej inżynierii materiałowej.
Obejmuje to zastąpienie istniejących materiałów lepszymi i bardziej kompatybilnymi substancjami kwantowymi oraz opracowanie metod produkcji w celu wdrożenia nowych materiałów na platformach urządzeń kwantowych.
Są to słowa Hanhee Paiki, zajmującej się eksperymentalną informatyką kwantową w firmie IBM. Choć do zastąpienia światłowodowego i radiowego Internetu kwantowym jeszcze jest daleko, świat nauki z każdym krokiem wydaje się zmierzać właściwą drogą. Zanim technologia ta zagości w domach, może rozwiązać wiele komunikacyjnych problemów kosmicznej eksploracji. Prawa fizyki nie pozwalają np. na bezpośrednie sterowanie z Ziemi łazikiem na Marsie – tylko mechanika kwantowa może to umożliwić.
Kubit jest podstawową jednostką informacji w komputerach kwantowych, odpowiednikiem bita ze standardowych PC. W odróżnieniu jednak od niego kubit może przyjąć jednoczenie stan 0 i 1, a także wszystkie wartości pomiędzy nimi. Niepotykana wcześniej, niemal nieskończona wielowątkowość i praca w stanie superpozycji sprawiają, że komputery kwantowe radzą sobie w krótkim czasie z obliczeniami, które nawet najszybszym obecnie superkomputerom zajęłyby 10 tysięcy lat.
Komentarze czytelników
Herr Pietrus Legend
Kiedyś już chyba o tym pisano tutaj na GOL-u, i w komentarzach ktoś tłumaczył, że komunikacja kwantowa to bujda, a same eksperymenty sa po prostu opatrznie rozumiane i żaden komunikator rodem z Normandii nie ma prawa powstać.
zanonimizowany1311749 Konsul
Jeśli nie ogarną to mogą rozwalić rzeczywistość i otworzyć przejście czasowo wymiarowe oraz inne takie dziwne rzeczy.
Otorek Chorąży
Komunikacja kwantowa nie będzie odbywała się przez cząstki splątane i nigdy nie będzie ona pozwalała na komunikacje szybszą niż prędkość światła. Stany splątane nie umożliwiają przesyłu informacji, za dużo miekkiego sci-fi w tym artykule ;)
mk Junior
to jest w kółko powtarzana przez dziennikarzy nieprawda:
"możemy otrzymać możliwość komunikacji zachodzącej z niespotykanymi dotąd prędkościami"
i jeszcze gorsze:
"Prawa fizyki nie pozwalają np. na bezpośrednie sterowanie z Ziemi łazikiem na Marsie – tylko mechanika kwantowa może to umożliwić."
gorąco polecam:
en.wikipedia - No-communication_theorem
w wykładach S. Aaronson'a (dostępne z jego strony qclec.pdf) jest to pięknie ujęte:
"Imagine a hierarchy of possibilities for what the universe allows. Classical Local Realism is at the bottom. Here you only ever need to use classical probability theory when you have incomplete information about physical systems, and also signals propagate at most at the speed of light.
At the top of the hierarchy is the Faster-Than-Light (FTL) Science-Fiction Utopia, where Alice and Bob can communicate instantaneously, can travel faster than light, and so forth.
People tend to believe that reality must be one or the other. So when they read pop-science articles about how classical local realism doesn’t hold, they think, “OK, then we must live in the FTL sci-fi utopia.” Instead, the truth—according to quantum mechanics—is somewhere in between these two, and the distinction is so subtle that perhaps no science-fiction writer would ever have had the imagination to invent it.
We live in a world where there’s no classical local realism, but no faster-than-light communication either."
MK
mehow91 Generał
Kubit jest podstawową jednostką informacji w komputerach kwantowych, odpowiednikiem bita ze standardowych PC. W odróżnieniu jednak od niego kubit może przyjąć jednoczenie stan 0 i 1, a także wszystkie wartości pomiędzy nimi.
A jakie to wartości pomiędzy? Bo dla komputera istnieje tylko 0 i 1, nie ma nic pomiędzy.
GRYOnline.pl:
tvgry.pl:
