دانشمندان موفق شده‌اند با استفاده از فیبرهای نوری موجود برای انتقال امن اطلاعات کوانتومی، گامی کلیدی در جهت تحقق اینترنت کوانتومی عملی بردارند.
محققان در دستاوردی چشمگیر، بدون نیاز به تجهیزات ارتباطی خاص گامی دیگر به سوی تحقق اینترنت کوانتومی برداشته‌اند. دو مرکز داده در آلمان توانسته‌اند اطلاعات کوانتومی امن را با استفاده از فیبرهای مخابراتی موجود و در دمای اتاق تبادل کنند. این در حالی است که بیشتر روش‌های ارتباطی کوانتومی معمولاً نیاز به خنک‌سازی به دماهای بسیار پایین دارند تا از ذرات کوانتومی در برابر اختلالات محیطی محافظت شود.

اینترنت کوانتومی که اطلاعات در آن به لطف رمزگذاری در ذرات کوانتومی نور به نام «فوتون‌ها»، می‌توانند با امنیت فوق‌العاده بالا مبادله شوند، به سرعت در حال ورود به دنیای واقعی است. در ماه مارس، یک ریزماهواره توانست ارتباط کوانتومی را بین ایستگاه‌های زمینی در چین و آفریقای جنوبی برقرار کند. همچنین، چند هفته پیش، نخستین سیستم عامل برای شبکه‌های ارتباطی کوانتومی معرفی شد.

به گزارش نیوساینتیست، اکنون «میروکو پیتالوجا» و همکارانش از شرکت توشیبای اروپا موفق شده‌اند اطلاعات کوانتومی را از طریق فیبر نوری بین دو تأسیسات در فاصله حدود ۲۵۰ کیلومتری در «کل» و «فرانکفورت» آلمان ارسال کنند. این اطلاعات همچنین از ایستگاه سومی که کمی بیش از ۱۵۰ کیلومتر از فرانکفورت فاصله داشت، عبور کرد.

دو مرکز مخابراتی توسط یک شبکه کوانتومی ایمن به هم متصل شده‌اند که از کابل‌های فیبر نوری موجود در دمای اتاق استفاده می‌کنند

فوتون‌ها ممکن است هنگام عبور از مسافت‌های طولانی از طریق کابل‌های فیبر نوری گم شوند یا آسیب ببینند، بنابراین برای راه‌اندازی اینترنت کوانتومی گسترده، وجود «تکرارکننده‌های کوانتومی» ضروری است تا این خسارات را کاهش دهند. در این سیستم، ایستگاه میانی نقش مشابهی ایفا می‌کرد و به شبکه اجازه می‌داد تا عملکرد بهتری نسبت به اتصالات ساده‌تر و آزمایش‌شده قبلی بین دو نقطه انتهایی داشته باشد.

تیم تحقیقاتی در پیشرفتی چشمگیر نسبت به شبکه‌های کوانتومی قبلی، از فیبرهای موجود و دستگاه‌هایی بهره برد که به راحتی در رک‌های مخابراتی که قبلاً برای تجهیزات سنتی طراحی شده بودند، نصب‌شدنی هستند. دستاورد محققان به تقویت این فرضیه کمک می‌کند که اینترنت کوانتومی می‌تواند درنهایت به یک فناوری آماده‌ی استفاده تبدیل شود.

محققان همچنین از آشکارسازهای فوتون استفاده کردند که هزینه کمتری نسبت به مدل‌های قبلی دارند. اگرچه برخی از آزمایش‌های گذشته توانسته‌اند مسافت‌های بیشتری را پوشش دهند، به گفته «راجا یحیی» از مؤسسه علوم فوتونیک در اسپانیا، استفاده از این آشکارسازها به کاهش هزینه‌ها و نیازهای انرژی شبکه جدید کمک می‌کند.

«پرم کمار» از دانشگاه «نورث‌وسترن» در ایلینوی اظهار داشت که استفاده از پروتکل ارتباطی کوانتومی مورد استفاده در این تحقیق روی تجهیزات تجاری موجود، نشان‌دهنده‌ی نزدیک‌ترشدن شبکه‌های کوانتومی به مرحله عملیاتی است. او می‌گوید: «یک مهندس سیستم می‌تواند به این فناوری نگاه کند و ببیند که قابلیت اجرا دارد.» با این حال، برای اینکه این شبکه به طور کامل عملی باشد، نیاز است که سرعت تبادل اطلاعات افزایش یابد.

«مهدی نمازی»، محقق در استارتاپ ارتباطات کوانتومی Qunnect در نیویورک نیز معتقد است که رویکرد مورد بحث می‌تواند برای شبکه‌های آینده کامپیوترهای کوانتومی یا حسگرهای کوانتومی مفید باشد، اما هنوز به اندازه کافی کارآمد نیست تا شامل یک تکرارکننده واقعی کوانتومی شود.

مطالعه در مجله نیچر منتشر شده است.