At forestille sig et fremtidigt kvanteinternet

Det kvante internet, som forbinder partikler forbundet med princippet om kvanteindvikling, ligner de tidlige dage af det klassiske internet - ingen kan endnu forestille sig, hvilke anvendelser det kunne have, ifølge professor Ronald Hanson, fra Delft University of Technology, Holland, hvis team var det første til at bevise, at fænomenet bag det var ægte.

Du er berømt for at bevise, at kvanteforvikling er reel, hvornår, i 2015, du forbandt to partikler, der var 1,3 kilometer fra hinanden. Men hovedformålet med dit arbejde har altid været at forbinde sammenfiltrede partikler til et 'kvante -internet'. Hvad kunne et sådant netværk gøre os i stand til at gøre?

En af de ting, vi kunne gøre, er at generere en nøgle til kodning af meddelelser ved hjælp af kvante -internet. Sikkerheden ved denne nøgle ville nu være baseret på denne egenskab ved sammenfiltring, og dette er dybest set egenskaberne ved fysikkens love.

Du får et kommunikationsmiddel, hvis sikkerhed er garanteret af fysiske love i stedet for (ved) antagelser om, at ingen er i stand til at hacke din kode.

Det er nok den første rigtige applikation, men der er mange, mange flere applikationer, som folk tænker på, hvor denne idé om sammenfiltring, dette usynlige link på afstand, faktisk kunne være nyttigt. For eksempel, mennesker har beregnet, at du kan øge grundlinjen for teleskoper ved at bruge kvanteindvikling. Så, to teleskoper ganske langt fra hinanden kunne have bedre præcision, end hver enkelt af dem ville have. Du kunne forestille dig at bruge dette kvante -internet til at skabe sammenfiltring mellem atomure forskellige steder rundt om i verden, og dette ville øge nøjagtigheden af ​​tidtagning lokalt.

Så kvanteinternet er primært et værktøj til kryptering?

Der er ikke noget kvanteinternet endnu. Og hvis du tænker tilbage på den tid, hvor folk udviklede det klassiske internet, Jeg tror ikke, at nogen virkelig tænkte på de applikationer, vi bruger det til lige nu.

De første rigtige brugere af internettet var som, "Okay, der er en stor computer et sted ét sted, og jeg er det andet sted, og jeg vil faktisk bruge den computer, fordi de er meget dyre, så hvordan kan jeg bruge computeren eksternt? Godt, Jeg har brug for et internet for at oprette forbindelse til det. "

Og nu bruger vi internettet på en helt anden måde. Vi er alle en del af denne enorme globale informationsmotorvej. Og jeg tror, ​​at nogle af de samme ting kunne ske med kvante -internettet. Det er meget svært lige nu at forestille sig, hvad vi kunne gøre (med det), og jeg synes, det er endnu sværere end med det klassiske internet, fordi dette begreb kvanteforvikling er så kontraintuitivt, at det ikke er let at bruge din intuition til at finde applikationer til det.

Hvordan forestiller du dig kvante -internettet? Hvordan ville vi bruge det?

Kvante -internettet giver dig mulighed for at gøre nogle ekstra ting, nogle ting, som du ikke kan gøre med det normale internet, som vi har. Men på den anden side, det er også meget sværere at implementere og meget dyrere i forhold til brug.

Jeg forestiller mig, at til sidst, når du bruger internettet det meste af tiden, du bruger det klassiske internet, og når du har brug for en ekstra funktion, der kræver kvanteindvikling, så bruger du den parallelle kvanteinfrastruktur, der også er på internettet for at få den funktionalitet, du vil have. Så det kommer ikke til at erstatte det klassiske internet, men det vil være noget, der er tilføjet oven på det.

Tilbage i 2014, du meddelte, at du tilsluttede partikler tre meter fra hinanden og 'teleporterede' information mellem dem. I hvilken forstand blev disse oplysninger teleporteret?

Kvanteteleportation er tanken om, at kvantetilstande - og de indeholder naturligvis information - forsvinder på den ene side og derefter dukker op igen på den anden side. Det interessante er, at da oplysningerne ikke kører på en fysisk transportør, den er ikke indkodet i en lyspuls - den bevæger sig ikke mellem afsender og modtager, så det kan ikke opsnappes. Oplysningerne forsvinder på den ene side og vises igen på den anden side.

Kvanteteleportation er den mest grundlæggende operation, der kan udføres på kvante -internettet. Så for at få sammenfiltring fordelt over lange afstande, du teleporterer faktisk sammenfiltringen fra den ene knude til den anden.

I et klassisk netværk, du sender din datapakke, og der er en adresse indeholdt i det, og routeren læser disse oplysninger op og sender dem videre til den næste knude. Vi vil ikke gøre det med disse kvantesignaler. Vi ønsker at sende disse kvantesignaler ved teleportation, så de ikke behøver at gå igennem den (optiske) fiber; de forsvinder på den ene side og dukker op igen på den anden.

Dit arbejde er baseret på dette vanvittige begreb om sammenfiltring. Hvad er din personlige mening om, hvordan forvikling fungerer?

Det, jeg har lært, er at slippe al min intuition, når jeg taler om kvanteindvikling. Enhver analogi, du prøver at lave med noget i verden, som vi ser omkring os, vil mislykkes, fordi det er et kvantebegreb, og vi ikke rigtig ser kvantebegreber i vores daglige liv. Så jeg har opgivet at prøve at få en intuitiv forklaring på, hvad forvikling er.