Forskere fremsatte en køreplan for udvikling af kvanteinternet

Et kvanteinternet kan meget vel være den første kvanteinformationsteknologi, der bliver til virkelighed. Forskere på QuTech i Delft, Holland, i dag offentliggjort en omfattende vejledning mod dette mål i Videnskab . Den beskriver seks faser, startende med simple netværk af qubits, der allerede kunne muliggøre sikker kvantekommunikation - en fase, der kunne være virkelighed i den nærmeste fremtid. Udviklingen slutter med netværk af fuldt kvanteforbundne kvantecomputere. I hver fase, nye applikationer bliver tilgængelige, såsom ekstremt nøjagtig ur-synkronisering eller integrering af forskellige teleskoper på jorden i et virtuelt superteleskop. Dette arbejde skaber et fælles sprog, der forener det meget tværfaglige område inden for kvantenetværk mod at opnå drømmen om et verdensomspændende kvanteinternet.

Et kvanteinternet vil revolutionere kommunikationsteknologien ved at udnytte fænomener fra kvantefysik såsom sammenfiltring. Forskere arbejder på teknologi, der muliggør transmission af kvantebits mellem to punkter på jorden. Sådanne kvantebits kan være nul og en på samme tid, og kan vikles sammen - deres skæbner smeltes sammen på en sådan måde, at en operation på en af ​​qubitterne øjeblikkeligt påvirker den andens tilstand.

Dette bringer to funktioner, som beviseligt er uden for rækkevidde for internettet, som vi kender i dag. Den første er, at sammenfiltring muliggør forbedret koordinering mellem fjerne steder. Dette gør den ekstremt velegnet til opgaver som f.eks. Ur -synkronisering eller sammenkædning af fjerne teleskoper for at opnå bedre billeder. Den anden er, at sammenfiltring i sagens natur er sikker. Hvis to kvantebit er maksimalt viklet ind, så kan intet andet i universet have nogen andel i den sammenfiltring. Denne funktion gør sammenfiltring unikt egnet til applikationer, der kræver sikkerhed og privatliv.

Mange andre applikationer af et kvanteinternet er allerede kendt, og flere vil sandsynligvis blive opdaget, da de første netværk kommer online. Forskere på QuTech, et samarbejde mellem Delft University of Technology og den nederlandske organisation for anvendt videnskabelig forskning TNO har nu opstillet faser af kvanteinternetudvikling, der kendetegnes ved teknologiske muligheder og tilsvarende applikationer.

Det laveste trin i et sandt kvantenetværk-et forbered og mål netværk-tillader levering fra ende til ende af kvantebit mellem to netværksnoder, en kvantebit ad gangen. Dette er allerede tilstrækkeligt til at understøtte mange kryptografiske applikationer af et kvantenetværk. Det højeste trin er det langsigtede mål om at forbinde store kvantecomputere, hvor vilkårlige kvanteprogrammer kan udføres.

Ud over at give en guide til videre udvikling, arbejdet stiller udfordringer både til teknisk indsats og til udvikling af applikationer. "På den ene side, vi vil gerne bygge stadig mere avancerede faser af sådanne på netværket ", siger Stephanie Wehner, hovedforfatter til værket, "På den anden side, kvantesoftwareudviklere udfordres til at reducere kravene til applikationsprotokoller, så de allerede kan realiseres med de mere beskedne teknologiske muligheder på et lavere trin. "Medforfatter Ronald Hanson tilføjer:" Dette arbejde etablerer et tiltrængt fælles sprog mellem de meget tværfagligt område inden for kvante netværk, der spænder over fysik, datalogi og teknik. "

De første sande kvante netværk, muliggøre ende-til-ende-transmission af kvantebits, forventes realiseret i de kommende år, der varsler begyndelsen på et stort kvanteinternet.