La corsia rapida per il traffico dati quantistico

Concezione artistica di un protocollo di correzione degli errori: i fotoni interessati dall’ambiente vengono fissati, quindi utilizzati per trasportare i dati teletrasportati al loro interno. Credito: Maria Slussarenko

Il teletrasporto può essere un concetto solitamente riservato alla fantascienza, ma i ricercatori hanno dimostrato che può essere utilizzato per evitare la perdita di canali di comunicazione a livello quantistico.

Il team, inclusi i ricercatori del Center for Quantum Dynamics della Griffith University, ha evidenziato i problemi di perdita intrinseca che si verifica in ogni forma di canale di comunicazione (ad esempio Internet o telefono) e ha scoperto un meccanismo in grado di ridurre tale perdita.

Il professor Geoff Pryde, il dott. Sergei Slussarenko, il dott. Sacha Kocsis e il dott. Morgan Weston, insieme ai ricercatori dell’Università del Queensland e del National Institute of Standards and Technology, affermano che la scoperta è un passo importante verso l’implementazione di “Internet quantistico”, che porterà capacità senza precedenti non accessibili con il web di oggi.

Dott. Slussarenko ha affermato che questo studio è stato il primo a dimostrare un metodo di riduzione degli errori che ha migliorato le prestazioni di un canale.

“In primo luogo, abbiamo esaminato i dati grezzi trasmessi tramite il nostro canale e abbiamo potuto vedere un segnale migliore con il nostro metodo, che senza di esso”, ha affermato.

“Nel nostro esperimento, abbiamo prima inviato un fotone attraverso la perdita: questo fotone non trasporta alcuna informazione utile, quindi perderlo non è stato un grosso problema.

“Potremmo quindi correggere gli effetti della perdita tramite un dispositivo chiamato amplificatore lineare senza rumore sviluppato presso Griffith e l’Università del Queensland.

“Può recuperare lo stato quantico perduto, ma non può sempre avere successo; a volte fallisce.

“Tuttavia, una volta che il ripristino ha esito positivo, utilizziamo un altro protocollo puramente quantistico, chiamato teletrasporto dello stato quantistico, per teletrasportare le informazioni che volevamo trasmettere nel vettore ora corretto, evitando tutte le perdite sul canale”.

Le tecnologie quantistiche promettono cambiamenti rivoluzionari nella nostra società basata sull’informazione, una comunicazione quantistica sviluppa metodi come quello dimostrato in questo studio per trasmettere dati in modo estremamente sicuro e protetto, in modo che sia impossibile l’accesso da parte di terzi.

“La crittografia quantistica a breve distanza è già utilizzata in commercio, tuttavia se vogliamo implementare una rete quantistica globale, la perdita di fotoni diventa un problema perché è inevitabile”, ha affermato il dott. ha detto Slussarenko.

“Il nostro lavoro implementa un cosiddetto relè quantistico, un ingrediente chiave di questa rete di comunicazione a lunga distanza.

“Il teorema di non clonazione proibisce di fare copie di dati quantistici sconosciuti, quindi se un fotone che trasporta informazioni viene perso, le informazioni che trasportava spariscono per sempre.

“Un canale di comunicazione quantistica funzionante a lunga distanza ha bisogno di un meccanismo per ridurre questa perdita di informazioni, che è esattamente quello che abbiamo fatto nel nostro esperimento”.

Dott. Slussarenko ha affermato che il prossimo passo in questo studio sarebbe ridurre gli errori a un livello in cui il team potrebbe implementare la crittografia quantistica a lunga distanza e testare il metodo utilizzando l’infrastruttura ottica della vita reale, come quelle utilizzate per Internet basato su fibra.

Lo studio, “Correzione del canale quantico supera la trasmissione diretta”, è stato pubblicato in Comunicazioni sulla natura.


L'”azione spettrale a distanza” quantistica diventa pratica


Maggiori informazioni:
Sergei Slussarenko et al, La correzione del canale quantistico supera la trasmissione diretta, Comunicazioni sulla natura (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29376-4

Fornito dalla Griffith University

Citazione: Teletrasporto quantistico: la corsia rapida per il traffico dati quantistico (2022, 12 aprile) recuperato il 12 aprile 2022 da https://phys.org/news/2022-04-quantum-teleportation-lane-traffic.html

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