Kuantum İnternet: Klasik Ağ Teknolojisi Kuantum Bilgilerini İleter

Pennsylvania Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, bir deneyde klasik internet protokolleri, yönlendiriciler ve fiber kablolar hakkında kuantum bilgilerini iletti. Ekip, gelecekteki Quantum İnternet'in mevcut ağ teknolojisine dayanabileceğini göstermiştir. Çalışma bilim konusunda uzmanlaşmış dergide yayınlandı.

İnternetten Quantum Internet'e

Gelecekte, bir kuantum internet veri iletişimi ve işlemedeki merkezi zorlukları çözebilir. Sivrisinek geçirmez verilerin ve kuantum bilgisayar ağının iletimi vaat ediyor. Bu şekilde, bu bilgiler birlikte karmaşık hesaplamaların yerini alabilir veya gerçekleştirebilir.

Ancak bir kuantum ağının yapısı birçok teknik engelle ilişkilidir. Kuantum nesneleri, titreşimler veya sıcaklık varyasyonları gibi dış etkilere son derece duyarlıdır. Minimum bozukluklar, giydiğiniz bilgileri de yok edebilir. Ayrıca, sinyal amplifikatörleri ve yönlendiriciler gibi geleneksel ağ teknikleri miktar sinyallerini kolayca işleyemez.

Birçok çalışma, geleneksel lif kablolarının kuantum bilgisini iletebileceğini zaten göstermiştir. Örneğin, İngiltere, Polonya ve Hollanda'dan bir ekip yakın zamanda Frankfurt Am Main ve Strasbourg yakınlarındaki Kehl arasında 250 kilometrelik ticari fiber optik kablo üzerinde kuantum iletişimi kurdu. Fotonlar veya bireysel ışık parçacıkları, vericiden alıcıya bilgi getirdi.

Tipik İnternet protokolleri ve diğer ağ teknolojileri, kuantum bilgisinin yok edilmeden taşınması için kullanılabilirse, ancak şimdiye kadar büyük ölçüde keşfedilmemiştir.

Hibrit Veri Paketleri

Bu iki alanı birbirine bağlamak için, Pennsylvania Üniversitesi'nden Yichi Zhang çevresindeki ekip, klasik verileri bir hibrid veri paketinde Quanturi'ye dayalı birleştirdi. İyi bilinen İnternet Protokolü (IP), bilgileri veri paketlerine böler, kafa verileri (bir başlık) sağlar ve bu nedenle bunları bir IP adresi aracılığıyla hedeflere atar. Benzer bir fikirle, ekip klasik bir başlığı aktarılacak kuantum bilgileriyle birleştiren bir çip geliştirdi, SO -Constured Quantum Load. Çapraz foton çiftleri içinde kuantum bilgilerini kodladılar.

Kısıtlamanın yardımıyla, yönlendiriciler hibrid verilerin paketleriyle doğru bir şekilde karşılaştı ve hassas kuantum bilgilerine erişmeden bunları iletti. Buna ek olarak, araştırmacılar IP başlığında, kuantum bilgilerini etkilemeden önce bozuklukları dışarıdan tanıyan ve azaltan hataların tanınma sistemini entegre ettiler. Beş saatlik bir test sırasında, bu sistem, ekibin yayınlanmasında yazdığı gibi kuantum bilgilerini korumak için önemli bir araç olduğunu kanıtladı.

Testte üç rota

Konseptlerini test etmek için ekip, yedi kilometreye kadar bir mesafe için üç farklı test yolu geliştirdi. Kuantum bilgilerini farklı adreslere iletmek için kablolar, yönlendiriciler ve fiber optik düğümler kullandı. En büyük yapıda, ekip iki yönlendirici aracılığıyla iki olası gönderme adresinden kuantum bilgilerini üç olası hedef adrese yönlendirmiştir. Araştırmacılara göre, sonuçları hibrid veri paketlerinin klasik bir ağ üzerinden kalıcı olarak taşınabileceğini göstermektedir.

Çalışmaya dahil olmayan Innsbruck Üniversitesi'nin kuantum araştırmacısı Hannes Bernia, “Birçok yönden bir kuantum İnternet protokolü de klasik internet protokollerimize benzeyecek.” Araştırmacılar, çalışmaları ile bunun nasıl zarif bir şekilde çalışabileceğini göstereceklerdi ve bu nedenle ölçeklenebilir bir kuantum internete doğru önemli bir adım attılar.

“Ancak klasik bir ağda, temelde kaç tane sinyalle uyumlu olmayan başka birçok bileşen var”, Bernien'in altını çiziyor. Kuantum dünyasındaki fiziksel yasalar nedeniyle daha uzun mesafelerin üstesinden gelmesi gereken sinyal amplifikatörleri mümkün değildir. “Bu bağlamda, bir kuantum ağının her zaman altyapısına ihtiyacı olacağını düşünüyorum.”

Kuantum bulut bilişim için ağdaki kuantum bilgisayarlar

Bilgileri dikkatlice ileten kuantum ağları piyasada zaten mevcuttur ve yaklaşık 100 kilometreye kadar mesafelerde çalışır. Ancak, kuantum bilgisayarlar veya kuantum sensörleri ağı özellikle heyecan vericidir. Bernien, “Benim için bir kuantum internet sadece kuantum işlemcileri bağladığında gerçekten ilginç” diyor. “Gerçekte bugün internetimizde olduğu gibi, bilgisayar olmadan yeterince sıkıcı olacak.”

Bu kuantum ağı bulut bilişimine izin verecektir. Araştırmacı, “Şimdi gerekli boyutta bir kuantum bilgisayar oluşturmak için modüler bir yaklaşımın kullanılması gerektiği varsayılıyor” diyor. Büyük bir kuantum hesap makinesi oluşturmak yerine, birçok küçük olanı bir kuantum ağı yardımıyla bağlar.

Pennsylvania ekibi çalışmalarını daha fazla gelişme için bir temel olarak görüyor. Aşamalı teknoloji ile, bir kuantum internetin büyüyen gereksinimlerini karşılamak için daha yüksek veri hızlarına ve daha fazla ölçeklenebilirliğe sahip hibrid ağlar yapılabilir. Klasik ağ teknolojisi ve kuantum sistemleri kombinasyonu, mevcut altyapının verimli bir şekilde kullanılmasına yardımcı olabilir ve kademeli olarak kuantum uygulamalarının ihtiyaçlarına uyum sağlar.

(spa)