โฟตอนที่ทำให้เชื่องอิเล็กตรอนปูทางสำหรับควอนตัมอินเทอร์เน็ต

ชาววอชิงตัน- วันหนึ่งอินเทอร์เน็ตควอนตัมสามารถอนุญาตให้มีการสื่อสารที่มีความปลอดภัยเป็นพิเศษทั่วโลก - แต่อันดับแรกนักวิทยาศาสตร์ต้องเรียนรู้ที่จะทำให้เชื่องอนุภาคควอนตัมที่ไม่เกรงกลัวเช่นอิเล็กตรอนและโฟตอน การพัฒนาใหม่หลายอย่างในเทคโนโลยีควอนตัมที่กล่าวถึงในการประชุมเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้นำนักวิทยาศาสตร์มาใกล้ชิดกับความเชี่ยวชาญดังกล่าว ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังเคลื่อนย้ายคุณสมบัติของอนุภาคในเมืองการทดลองดาวเทียมกำลังเตรียมพร้อมสำหรับการสื่อสารควอนตัมในอวกาศและนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ กำลังพัฒนาวิธีการเก็บข้อมูลควอนตัมไว้ในหน่วยความจำ

ในหนึ่งความสำเร็จนักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการเคลื่อนย้ายควอนตัมในระยะทางไกลผ่านเขตเมือง ควอนตัมเทเลพอร์ตถ่ายโอนคุณสมบัติควอนตัมของอนุภาคหนึ่งไปยังอื่นทันที (ไม่อนุญาตให้มีการสื่อสารที่เร็วกว่าแสงเนื่องจากข้อมูลเพิ่มเติมจะต้องส่งผ่านช่องทางมาตรฐาน)

การใช้เครือข่ายควอนตัมในคาลการีนักวิทยาศาสตร์สถานะควอนตัมของโฟตอนที่ผ่านการเคลื่อนย้ายไปทาง 6.2 กิโลเมตร- “ มันเป็นก้าวหนึ่งสู่…บรรลุเครือข่ายควอนตัมระดับโลก” Raju Valivarthi จากมหาวิทยาลัยคาลการีในแคนาดากล่าวนำเสนอผลลัพธ์ในการประชุมนานาชาติเรื่องการเข้ารหัสควอนตัม QCrypt เมื่อวันที่ 12 กันยายน

เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์กลุ่มที่สองโฟตอนที่ผ่านการเคลื่อนย้ายโดยใช้เครือข่ายควอนตัมแพร่กระจายไปทั่วเมืองเฮฟเฟจีนจีน- ทั้งสองทีมเผยแพร่ผลการแข่งขันออนไลน์เมื่อวันที่ 19 กันยายนในโฟโตนิกส์ธรรมชาติ-

คุณสมบัติแปลก ๆ ของอนุภาคควอนตัมทำให้การสื่อสารควอนตัมเป็นไปได้: พวกเขาสามารถอยู่ในสองแห่งในครั้งเดียวหรือสามารถมีคุณสมบัติที่เชื่อมโยงผ่านการพัวพันควอนตัม ปรับแต่งอนุภาคหนึ่งในคู่ที่พันกันและคุณสามารถส่งผลกระทบต่ออีกฝ่ายได้ทันที - สิ่งที่อัลเบิร์ตไอน์สไตน์เรียกว่า "การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล" การใช้ควอนตัมพัวพันผู้คนสามารถแลกเปลี่ยนคีย์ควอนตัมได้อย่างปลอดภัย-รหัสซึ่งสามารถใช้ในการเข้ารหัสข้อความลับสุดยอด -SN: 11/20/10, p. 22- การดักฟังการสอดแนมการแลกเปลี่ยนคีย์คีย์จะถูกตรวจพบและกุญแจอาจถูกโยนออกไป

ในทางปฏิบัติอนุภาคควอนตัมสามารถเดินทางได้จนถึงตอนนี้ เมื่อโฟตอนถูกส่งไปมาผ่านเส้นใยออพติคอลหลายคนก็หายไประหว่างทาง แต่เทคนิคบางอย่างสามารถใช้เพื่อขยายช่วงของพวกเขา ระบบเทเลพอร์ตควอนตัมสามารถใช้ในการสร้างตัวทำซ้ำควอนตัมซึ่งสามารถถูกล่ามโซ่ไว้ด้วยกันเพื่อขยายเครือข่ายให้ไกลออกไป แต่เพื่อให้การทำงานผู้ทำซ้ำควอนตัมจะต้องใช้หน่วยความจำควอนตัมเพื่อจัดเก็บสิ่งพัวพันจนกว่าลิงก์ทั้งหมดในห่วงโซ่จะพร้อมโรนัลด์แฮนสันจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Delft ในเนเธอร์แลนด์กล่าว การใช้ระบบที่อิงตามควอนตัมพัวพันของอิเล็กตรอนในชิปเพชรทีมของแฮนสันได้พัฒนาหน่วยความจำควอนตัมโดยการถ่ายโอนสิ่งพัวพันของอิเล็กตรอนไปยังนิวเคลียสอะตอมเพื่อความปลอดภัยเขารายงานที่ QCrypt เมื่อวันที่ 15 กันยายน

ดาวเทียมสามารถอนุญาตให้มีการสื่อสารควอนตัมจากระยะไกลได้เช่นกัน ในเดือนสิงหาคมจีนได้เปิดตัวดาวเทียมเพื่อทดสอบการสื่อสารควอนตัมจากอวกาศ กลุ่มอื่น ๆ กำลังศึกษาเทคนิคการส่งข้อมูลควอนตัมที่ละเอียดอ่อนไปยังพื้นที่และกลับมาอีกครั้ง (SN ออนไลน์: 6/5/16), ส่งแสงโฟตอนผ่านพื้นที่ว่างแทนที่จะผ่านเส้นใยแสง “ ลิงค์พื้นที่ว่างเป็นสิ่งจำเป็นหากคุณต้องการไปไกลจริง ๆ ” Giuseppe Vallone แห่งมหาวิทยาลัยปาดัวในอิตาลีกล่าวในเซสชั่นที่ QCryptในวันที่ 14 กันยายนอนุภาคสามารถเดินทางไกลออกไปเมื่อส่งผ่านดาวเทียมควอนตัม - เนื่องจากความว่างเปล่าของพื้นที่โฟตอนน้อยกว่าจะถูกดูดซึมหรือกระจัดกระจาย

เครือข่ายควอนตัมยังได้รับประโยชน์จากกระบวนการที่อนุญาตให้ใช้ "ลายนิ้วมือควอนตัม" ขนาดที่ลดขนาดลงเพื่อเปรียบเทียบไฟล์โดยไม่ต้องส่งข้อมูลส่วนเกิน Feihu Xu ของ MITรายงานที่ qcryptในวันที่ 12 กันยายนเพื่อตรวจสอบว่าสองไฟล์เหมือนกันหรือไม่ - ตัวอย่างเช่นเพื่อค้นหาภาพยนตร์ละเมิดลิขสิทธิ์ที่ผิดกฎหมาย - หนึ่งอาจเปรียบเทียบบิตทั้งหมดในแต่ละไฟล์ แต่ในความเป็นจริงชุดย่อยของบิต - หรือลายนิ้วมือ - สามารถทำงานได้ดี ด้วยการควบคุมพลังของกลศาสตร์ควอนตัม XU และเพื่อนร่วมงานสามารถเปรียบเทียบข้อความโดยใช้ข้อมูลน้อยกว่าวิธีการแบบคลาสสิกที่ต้องการ

ควอนตัมอินเทอร์เน็ตขึ้นอยู่กับหลักการของกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งนักฟิสิกส์สมัยใหม่มักจะยอมรับ-การกระทำที่น่ากลัวและทั้งหมด ในปี 2558 ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ก็ยืนยันว่าตัวอย่างสำคัญของความแปลกประหลาดควอนตัมเป็นเรื่องจริงด้วยการทดสอบรุ่นซุปที่รู้จักกันในชื่อการทดสอบระฆังซึ่งปิดช่องโหว่ที่ทำให้การทดสอบระฆังอ่อนแอลง (SN: 9/19/15, p. 12- การทดสอบระฆังที่ปราศจากช่องโหว่นั้นจำเป็นต้องมีข้อสงสัยใด ๆ แต่ไม่มีใครคาดว่าจะมีความประหลาดใจใด ๆ ชาร์ลส์เบนเน็ตต์จากศูนย์วิจัย IBM Thomas J. Watson ใน Yorktown Heights, NY“ ในแง่หนึ่ง

แต่การทดสอบเบลล์มีแอปพลิเคชันสำหรับอินเทอร์เน็ตควอนตัมเช่นกัน-เป็นรากฐานของการสื่อสารควอนตัมที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นซึ่งเรียกว่าการกระจายคีย์ควอนตัมที่ไม่ขึ้นกับอุปกรณ์ โดยทั่วไปแล้วการแลกเปลี่ยนควอนตัมควอนตัมที่ปลอดภัยนั้นต้องการให้อุปกรณ์ที่ใช้นั้นน่าเชื่อถือ แต่วิธีการที่ไม่ขึ้นกับอุปกรณ์จะทำตามข้อกำหนดนี้ นี่คือ“ วิธีการสื่อสารควอนตัมที่ปลอดภัยที่สุด” แฮนสันกล่าว “ มันไม่ได้ตั้งสมมติฐานใด ๆ เกี่ยวกับการทำงานภายในของอุปกรณ์”