Οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι η τεχνική της κβαντικής τηλεμεταφοράς θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για ένα μελλοντικό «κβαντικό διαδίκτυο»

Ένα σημαντικό ορόσημο στην κβαντική πληροφορική επιτεύχθηκε, αφού ερευνητές του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης κατασκεύασαν έναν κλιμακούμενο κβαντικό υπερυπολογιστή ικανό για κβαντική τηλεμεταφορά.

Η ανακάλυψη επικεντρώνεται στο λεγόμενο πρόβλημα κλιμάκωσης της κβαντικής πληροφορικής, με τους ερευνητές να υποστηρίζουν, ότι θα επιτρέψει την υλοποίηση της τεχνολογίας επόμενης γενιάς, σε επίπεδο που θα προκαλέσει ανατροπές στη βιομηχανία. Ο τομέας των κβαντικών υπολογιστών υπάρχει εδώ και δεκαετίες, αλλά μόνο τα τελευταία χρόνια έχουν σημειωθεί σημαντικές πρόοδοι προς την υλοποίησή τους σε πρακτική κλίμακα.

Αξιοποιώντας τις ιδιότητες της κβαντικής φυσικής, αυτές οι μηχανές επόμενης γενιάς αντικαθιστούν τα παραδοσιακά bits (τα «ένα» και τα «μηδενικά» που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση και τη μεταφορά ψηφιακών πληροφοριών) με κβαντικά bits (qubits), τα οποία μπορούν να λειτουργούν ταυτόχρονα ως ένα και μηδέν μέσω ενός φαινομένου γνωστού ως υπέρθεση. Αυτό δίνει στους κβαντικούς υπολογιστές τη δυνατότητα, να είναι τάξεις μεγέθους ισχυρότεροι από τους σημερινούς υπερυπολογιστές, που χρησιμοποιούν συμβατική υπολογιστική τεχνολογία.

Δεν είναι η πρώτη φορά, που οι επιστήμονες επιτυγχάνουν κβαντική τηλεμεταφορά, καθώς στο παρελθόν ομάδες μετέφεραν δεδομένα από μια τοποθεσία σε μια άλλη, χωρίς να μετακινήσουν qubits. Ωστόσο, είναι η πρώτη επίδειξη κβαντικής τηλεμεταφοράς λογικών πυλών (των ελάχιστων συστατικών ενός αλγορίθμου) μέσω ενός δικτυακού συνδέσμου.

Οι ερευνητές ισχυρίζονται, ότι η τεχνική της κβαντικής τηλεμεταφοράς θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για ένα μελλοντικό «κβαντικό διαδίκτυο», το οποίο θα προσφέρει ένα εξαιρετικά ασφαλές δίκτυο για επικοινωνίες, υπολογισμούς και ανίχνευση.

«Οι προηγούμενες επιδείξεις της κβαντικής τηλεμεταφοράς έχουν επικεντρωθεί στη μεταφορά κβαντικών καταστάσεων μεταξύ φυσικά διαχωρισμένων συστημάτων» δήλωσε ο Dougal Main, από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature.

«Στη μελέτη μας, χρησιμοποιούμε την κβαντική τηλεμεταφορά, για να δημιουργήσουμε αλληλεπιδράσεις μεταξύ αυτών των απομακρυσμένων συστημάτων. Προσαρμόζοντας προσεκτικά αυτές τις αλληλεπιδράσεις, μπορούμε να εκτελέσουμε λογικές κβαντικές πύλες (τις θεμελιώδεις λειτουργίες της κβαντικής πληροφορικής) μεταξύ qubits που βρίσκονται σε ξεχωριστούς κβαντικούς υπολογιστές. Αυτό το επίτευγμα μας επιτρέπει να “συνδέσουμε” αποτελεσματικά διαφορετικούς κβαντικούς επεξεργαστές σε έναν ενιαίο, πλήρως συνδεδεμένο κβαντικό υπολογιστή» συμπλήρωσε.

Οι ερευνητές έδειξαν, επίσης, ότι το κβαντικό σύστημα μπορεί να κατασκευαστεί και να επεκταθεί χρησιμοποιώντας τεχνολογία που είναι ήδη διαθέσιμη.

«Το πείραμά μας καταδεικνύει, ότι η δικτυακά κατανεμημένη κβαντική επεξεργασία πληροφοριών είναι εφικτή με την τρέχουσα τεχνολογία», δήλωσε ο καθηγητής David Lucas, κύριος ερευνητής της ερευνητικής ομάδας και επικεφαλής επιστήμονας στο UK Quantum Computing and Simulation Hub. «Η κλιμάκωση των κβαντικών υπολογιστών παραμένει μια τρομερή τεχνική πρόκληση, που πιθανότατα θα απαιτήσει νέες φυσικές γνώσεις καθώς και εντατική μηχανική προσπάθεια τα επόμενα χρόνια» συμπλήρωσε.

Με πληροφορίες από Independent