00_china_building_a_quantum_network_cover

China construiește o rețea cuantică

#Noutăți
2017. 06. 16.

O ce?! – s-ar putea să te întrebi atunci când vei citi această știre pentru prima dată. Totuși, odată ce începi să sapi mai mult în acest subiect, caută-ți cărțile vechi de fizică din anii tăi de liceu, și cu cât te vei scufunda mai mult în misterele fizicii cuantice, ai putea ajunge la concluzia că dacă acest lucru devine realitate, va fi ceva foarte Sci-Fi și ar fi un pas foarte important pentru modul în care funcționează comunicarea.

Primul lucru pe care l-am făcut când am citit această știre a fost să accesăm Wikipedia unde am citit următoarea definiție a rețelelor cuantice:

Rețelele cuantice sunt un element important al sistemelor de calcul cuantic și al sistemelor de criptografie cuantice. Rețelele cuantice permit transmiterea informațiilor cuantice între sistemele cuantice diferite. În calculul cuantic distribuit, nodurile de rețea pot procesa informații având rolul de porți logice cuantice. Comunicarea sigură poate fi implementată utilizând rețele cuantice prin intermediul algoritmilor de distribuție a cheilor cuantice.

Nu spunem că totul este clar în acest paragraf, dar este un bun punct de plecare. Vom încerca să explicăm ce am înțeles din aceste concepte: dacă ceva este incorect, orice cititor cu cunoștințe avansate de fizică, nu ezitați să ne corectați.

Înainte de toate, hai să discutăm despre biții cuantici sau qbits, deoarece s-ar putea să fie cel mai ușor de înțeles subiect. Acesta este analogul în mecanica cuantică al bitului cunoscut din tehnologia informațională tradițională sau, mai precis, cea mai mică unitate de informație care în mod normal poate avea valoarea 1 sau 0. Qbit-ul este ceva mai special, deoarece poate avea și o stare de superpoziție a ambelor stări în același timp, dar nu trebuie să ne preocupăm despre asta acum.

Celălalt concept cheie este legătura cuantică. Baza acestei teorii a fost stabilită de Einstein și de alții în anii 1930. Ideea acestui fenomen este că două particule elementare (în acest caz, fotoni) se pot fi conecta între ele în anumite circumstanțe speciale. După aceasta, ele vor constitui oarecum un sistem, pe lângă faptul că pot fi considerate separat. Și știm cu toții că, dacă se schimbă ceva în starea unei particule, acest lucru va avea un efect imediat asupra stării celeilalte particule.

Ceea ce este foarte interesant aici este faptul că dacă cei doi fotoni se leagă în acest fel, indiferent cât de departe vor fi unul de celălalt, o schimbare a stării unui foton va avea un efect imediat asupra stării celuilalt. Asta înseamnă că, indiferent dacă unul dintre fotoni se va afla la milioane de ani lumină de celălalt, dacă va apărea o schimbare în starea unuia dintre ei și starea celuilalt se va modifica imediat. Acest lucru înseamnă că informația poate fi transmisă cu viteze mai mari decât viteza luminii (chiar dacă știm că experții din acest domeniu nu vor fi de acord cu această afirmație), lucru care ar trebui să fie imposibil la de nivelul nostru actual de cunoștințe. Dar s-a dovedit că se poate!

Acesta este momentul în care intervine o problemă. Această teorie este foarte drăguță și interesantă, însă realitatea este că aceste legături cuantice sunt foarte fragile și încercarea de a le menține chiar și la distanțe relativ mici ridică o mulțime de probleme. Asta ca să nu mai vorbim de faptul că și cel mai mic obstacol poate rupe legătura, făcând imposibilă transmiterea informațiilor.

De ce înseamnă asta revoluția comunicațiilor? Foarte simplu: pentru că, în acest fel am putea transmite imediat informații între două locații. Din nou, acesta este un exemplu foarte simplu, dar imaginați-vă următoarele: aveți două instituții aflate una de-o parte a Pământului și cealaltă în partea diametral opusă. Instituția A dorește să trimită o cheie de criptare instituției B. Dacă instituția A are un foton care are o legătură cu un foton în instituția B, atunci tot ceea ce are de făcut instituția A este să schimbe starea fotonului lor între 1 și 0. Starea fotonului din Instituția B va începe imediat să se schimbe. Instituția B nu are altceva de făcut decât să ia act de aceste schimbări și vor avea imediat cheia fără nici un fel de întârziere.

Dacă mergem puțin mai departe, am putea să ne imaginăm chiar crearea unor rețele de comunicații cuantice care ar putea funcționa chiar și între Pământ și spațiu datorită sateliților care înconjoară Pământul.

Acesta este sistemul pentru care au creat baza la Academia Chineză de Științe.

Au trimis un satelit în spațiu, unde au creat fotoni legați, cu ajutorul unui cristal special. Apoi, satelitul i-a distribuit către trei stații terestre situate la mii de kilometri una de cealaltă. Acesta nu este doar un record de distanță, ci este și primul experiment de succes între Pământ și spațiu.

Un alt avantaj imens al acestei tehnologii este faptul că este extrem de sigură, deoarece informațiile există doar în cele două puncte ale conexiunii, nu o puteți intercepta pe drum. Acest lucru va fi grozav!

sursa: The Verge