Forskere har lenge trodd at kvantekommunikasjon ville kreve egne, dedikerte fiberkabler. Nå har et team ved Northwestern University bevist at kvanteinformasjon kan sendes side om side med vanlig internettrafikk – gjennom de samme kablene.
Det innovative arbeidet fra forskerne ved Northwestern viser en vei mot neste generasjons nettverk, der kvante- og klassisk kommunikasjon kan dele samme infrastruktur.
Teamet har funnet en måte å enkeltvis sende fotoner – lysets byggesteiner – gjennom kabler som normalt håndterer strømmer av millionvis med lyspartikler. Ved å velge nøyaktig riktig bølgelengde og bruke spesielle støyfiltre, kan de isolere kvantesignalene fra den normale datatrafikken.
Spøkelsesaktig sammenkobling
Kvanteteleportering høres ut som science fiction, men er en høyst reell prosess der tilstanden til én partikkel overføres til en annen uten at den første partikkelen fysisk flytter seg. Dette skjer gjennom det Einstein kalte “spøkelsesaktig sammenkobling på avstand” – eller kvantesammenfiltring på godt norsk.
Men selv om denne prosessen virker øyeblikkelig, kan den ikke brukes til å sende informasjon raskere enn lyset – det revolusjonerende ligger i den absolutte sikkerheten teknologien tilbyr. Dette fordi enhver avlytting eller måling av kvanteinformasjonen uunngåelig endrer den, og dermed øyeblikkelig vil bli oppdaget av sender og mottaker.
– Dette er utrolig spennende fordi ingen trodde det var mulig. Vårt arbeid viser en vei mot neste generasjons kvante- og klassiske nettverk, som deler samme fiberoptiske infrastruktur. (Prem Kumar, prof. ved Northwestern University)
Fra laboratoriet til virkelighet
Tidligere har kvanteteleportering bare vært mulig under kontrollerte forhold i laboratoriet. Nå har forskerne vist at det også fungerer i vanlige fiberoptiske nett.
Gjennom detaljerte studier av hvordan lys sprer seg i kablene, har teamet funnet det perfekte frekvensvinduet der kvantesignalene kan reise uforstyrret.
– Vi studerte nøye hvordan lys spres i kablene, og plasserte fotonene våre på et strategisk punkt der spredningen er minimal. Vi fant ut at vi kunne utføre kvantekommunikasjon uten forstyrrelser fra de klassiske kanalene som var til stede samtidig. (Prem Kumar, prof. ved Northwestern University)
Neste steg: Undergrunnen
Forskerteamet planlegger nå å teste systemet over lengre avstander, og deretter gå over til underjordiske fiberkabler. Målet er å bevise at teknologien kan fungere i den virkelige verden.
Dette kan bane vei for et fremtidig kvanteinternett som er mye sikrere enn dagens løsninger, og det uten at vi trenger å legge nye kabler. Mens hastigheten fortsatt vil være begrenset av lysets fart i fiberkablene, vil sikkerheten være på et helt nytt nivå.
Mer info: news.northwestern.edu