Cientistas de todo o mundo estão trabalhando em novos métodos para criar uma Internet inquebrável, uma Internet baseada no emaranhamento quântico - uma conexão mecânica quântica invisível - como links de rede. O maior desafio é escalar para grandes redes que compartilham links emaranhados com muitas partículas e nós de rede. Pesquisadores em Delft e Oxford conseguiram destilar um forte elo emaranhado combinando vários elos quânticos mais fracos em um. Este método é essencial para realizar uma rede quântica confiável entre vários nós quânticos. Este novo trabalho inovador foi agora publicado em Ciência revista.
Internet assustadora
A comunicação segura é um dos maiores desafios digitais da atualidade. Há um esforço científico mundial em direção a novos métodos para realizar uma Internet verdadeiramente segura com base nas leis da mecânica quântica. Com essas redes, a escuta secreta é fundamentalmente impossível. Contudo, perceber ligações fortes em uma rede quântica, com base no poderoso, mas frágil princípio do emaranhamento quântico, é um grande desafio científico.
"Partículas emaranhadas se comportam como uma, independente da distância. Qualquer observação de tais elétrons emaranhados resulta em informações correlacionadas, "O professor Ronald Hanson explica. Medir uma partícula, portanto, influencia instantaneamente a outra, mesmo quando estão a anos-luz de distância. Albert Einstein não acreditava que tal conexão pudesse existir, mas um experimento cuidadosamente planejado do grupo do professor Hanson em Delft em 2015 chegou à imprensa mundial por mostrar que este é realmente o caso. Eles foram capazes de vencer este desafio de longa data ao emaranhar informações quânticas a distâncias de mais de um quilômetro por meio de partículas de luz. Os cientistas estão agora trabalhando em tecnologias inovadoras baseadas no emaranhamento. Conexões fortes via emaranhamento quântico podem ser a base para o compartilhamento de informações. 'As informações existem em ambos os lugares e não há necessidade de informações confidenciais para viajar entre eles, "Hanson elabora, "Esperamos redes futuras fundamentalmente seguras baseadas no emaranhamento entre nós quânticos:uma internet quântica." O poder do emaranhamento quântico é que ele é invisível para terceiros:a informação é impossível de escutar.
Destilação de entrelaçamento
O grupo de pesquisa de Ronald Hanson da QuTech é famoso por realizar links de rede baseados em emaranhamento quântico. Eles agora estão desenvolvendo este trabalho para construir a primeira internet quântica. Ronald Hanson:"Estamos agora dando um importante passo em frente. Considerando que percebemos pela primeira vez informações emaranhadas entre dois elétrons em diamantes, agora também estamos usando um dos spins nucleares presentes em cada diamante para armazenar temporariamente as informações emaranhadas. "Com as informações armazenadas com segurança, o cientista pode emaranhar os elétrons novamente. Hanson:'Agora temos dois elos de emaranhamento. Ao combiná-los de maneira inteligente, conseguimos gerar um link fortemente emaranhado usando dois links emaranhados mais fracos, assim como destilar uísque a partir de ingredientes com baixo teor de álcool. "Em princípio, este processo de destilação de emaranhamento pode ser repetido indefinidamente, até que um emaranhamento de alta qualidade seja obtido. "
Ampliando possibilidades
O método demonstrado é um passo importante para a internet quântica. Norbert Kalb, um dos principais autores do artigo:"Para realizar tal rede, precisamos de todos os ingredientes da internet atual:uma memória, um processador e links de rede. Agora, demonstramos que os spins nucleares podem ser empregados como memórias que não são perturbadas pela regeneração do emaranhamento entre os spins do elétron, os processadores, "diz Kalb.
Nesta publicação, Hanson e sua equipe mostraram que o emaranhamento pode ser armazenado em spins nucleares enquanto regenera o emaranhamento entre spins de elétrons. Hanson explica as possibilidades futuras:"Agora poderíamos emaranhar elétrons em nós quânticos adicionais de forma que possamos estender o número de links de rede em direção a uma primeira rede quântica real. Cientificamente, um novo mundo se abre. "Essa destilação de emaranhamento é essencial para a futura internet quântica, que requer vários links de rede de alta qualidade. Hanson acredita que o futuro está ao nosso alcance:"Em cinco anos, conectaremos quatro cidades holandesas em uma rede quântica rudimentar."
