Prima teleportare cuantică între două drone aflate în zbor

Într-o rețea cuantică, datele sunt codificate sub formă de qubiți, care se află într-o stare de încurcătură (cunoscută și sub numele de entanglement), astfel încât orice schimbare într-un qubit duce la o schimbare identică în qubitul cu care este încurcat, chiar și la distanțe mari. O astfel de rețea la scară largă ar deveni cea mai sigură rețea din lume: este imposibil să se intercepteze datele care trec prin rețea fără a provoca o pierdere de entanglement între qubiți, ceea ce ar lăsa în mod necesar urme.

O rețea cuantică mai flexibilă

Teleportarea cubiților se bazează pe entanglarea cuantică, prin care doi sau mai mulți qubiți rămân "conectați" indiferent de distanța dintre ei. Una dintre cele mai comune metode de teleportare cuantică este cea prin intermediul fibrelor optice. Experimentele au arătat deja că particulele încurcate pot fi teleportate printr-o rețea de fibră optică de câțiva kilometri lungime, iar această performanță ar putea fi realizată cu ajutorul infrastructurilor de telecomunicații existente, scrie Science & Vie.

Cu toate acestea, în fibrele optice, o mare parte din fotoni se împrăștie înainte de a ajunge la destinație. Dacă informațiile cuantice sunt transmise prin atmosferă - așa cum a fost cazul legăturii cuantice stabilite prin intermediul unui satelit chinez în 2017 - mai mulți fotoni pot ajunge la destinație.

Citește și: Oumuamua, o nouă teorie privind originea obiectului interstelar

Acest nou prototip de rețea cuantică presupune ca o dronă (stânga) să genereze perechi de fotoni încurcați și să le distribuie către stațiile de la sol. În fiecare pereche, un foton este transmis direct la sol, în timp ce celălalt este retransmis de o a doua dronă. Credite: X.-H. Tian et al./Nanjing Univ.

Utilizarea sateliților este aproape inevitabilă pentru o rețea cuantică cu rază lungă de acțiune. Cu toate acestea, pentru rețelele mai mici, dedicate, de exemplu, comunicațiilor pe distanțe lungi, a fost necesar să se găsească o alternativă mai puțin costisitoare și mai flexibilă. Cercetătorii au venit, așadar, cu ideea de a folosi drone echipate cu instrumente optice pentru a transporta semnalele.

Avantajul unui astfel de sistem este, fără îndoială, rapiditatea și ușurința implementării: ar fi suficient să trimitem mai multe sau mai puține drone pe cer în funcție de cererea de capacitate a rețelei. Spre deosebire de un turn fix, dronele se pot deplasa, de asemenea, dacă este necesar, pentru a evita poluarea sau ceața, care ar împiedica comunicarea.

Prima teleportare între două dispozitive în mișcare

Un generator laser a fost atașat la una dintre drone. Apoi, atunci când au fost emiși, fotonii au fost împărțiți în două, sub forma unor perechi încurcate: unul a fost direcționat către o altă dronă, aflată la 200 m distanță, în timp ce celălalt a fost direcționat către o stație de recepție de la sol. Drona care a primit fluxul de fotoni încurcați a acționat ca un releu: după ce a refocalizat frontul de undă, fotonii au fost transmise la o a doua stație terestră. Aceasta este prima dată când particule încurcate au fost trimise între două dispozitive în mișcare.

Dispozitivele motorizate au asigurat alinierea diferitelor emițătoare și receptoare în timpul transmisiunii. În timpul experimentului, fotonii au fost trimiși la o distanță de numai un kilometru, ceea ce pare relativ scurt în comparație cu alte experimente de teleportare. Cu toate acestea, echipa chineză consideră că poziționarea dronelor la o altitudine mai mare ar permite transmisii la o distanță de până la 300 de kilometri!

De asemenea, trebuie să reducă pierderile de transmisie a fotonilor pentru a face sistemul competitiv cu alte tehnologii de rețele cuantice: prima stație a înregistrat aproximativ 25% din fotonii trimiși în direcția sa, în timp ce a doua stație a colectat doar 4%. Cercetătorii intenționează, de asemenea, să își adapteze rețeaua pentru a include vehicule terestre în mișcare.