Narodziny kwantowego internetu

Narodziny kwantowego internetu – Piotr CieÅ›liÅ„ski
ChiÅ„czycy teleportowali kwanty Å›wiatÅ‚a na odlegÅ‚ość blisko 100 km. To ogromny sukces. – I wstÄ™p do tworzenia opartej na satelitach globalnej sieci odpornej na podsÅ‚uch – zapowiadajÄ… w „Nature” naukowcy, tórzy przeprowadzili eksperyment  sieciach kwantowych poufność przekazywanej informacji gwarantujÄ… podstawowe prawa fizyki. Klucz cyfrowy przesyÅ‚any jest za pomocÄ… pojedynczych kwantów Å›wiatÅ‚a (fotonów), których nie da siÄ™ ukradkiem skopiować”. Każda próba przechwycenia i podglÄ…dniÄ™cia fotonów musi skoÅ„czyć siÄ™ zmianÄ… ich stanu kwantowego, co alarmuje odbiorcÄ™, że ktoÅ› próbuje zaÅ‚ożyć podsÅ‚uch. JeÅ›li zaÅ› przekaz jest niezakłócony, to możemy spać spokojnie – mamy caÅ‚kowitÄ… pewność, że nikt nie odczytaÅ‚ wiadomoÅ›ci. PierwszÄ… sieć uruchomiono kilka lat temu w Wiedniu, ale miaÅ‚a ona zasiÄ™g lokalny. Na razie sÄ… problemy z transmisjÄ… kwantowych stanów za pomocÄ… Å›wiatÅ‚owodów na odlegÅ‚oÅ›ci wiÄ™ksze niż kilkanaÅ›cie kilometrów.
Jak wynika z dzisiejszego „Nature”, lepsze efekty osiÄ…ga siÄ™, przesyÅ‚ajÄ…c fotony do celu bezpoÅ›rednio w powietrzu.
SplÄ…tali fotony
Naukowcy z ChiÅ„skiego Uniwersytetu Nauki i Technologii (USTC) w Szanghaju oraz ChiÅ„skiej Akademii Nauk opisujÄ… w „Nature” eksperyment przeprowadzony nad piÄ™knym jeziorem Kuku-nor poÅ‚ożonym na Wyżynie TybetaÅ„skiej na ponad 3 tys. m n.p.m. To najwiÄ™ksze chiÅ„skie jezioro o Å›rednicy blisko 100 km, w jÄ™zyku mongolskim zwane jest „bÅ‚Ä™kitnym morzem”.  Badacze pod kierunkiem Jian-Wei Pana przerzucili „kwantowy most” miÄ™dzy jego przeciwlegÅ‚ymi brzegami,
przesyÅ‚ajÄ…c nad taflÄ… zbiornika pary splÄ…tanych fotonów, a także dokonujÄ…c ich teleportacji. To dwa kluczowe procesy, dziÄ™ki którym sieć kwantowa może dziaÅ‚ać. Jeszcze do niedawna trwaÅ‚y gorÄ…ce spory o to, czy one w ogóle sÄ… możliwe. DyskusjÄ™ rozpoczÄ…Å‚ Albert Einstein, który staraÅ‚ siÄ™ wykazać, że mechanika kwantowa, której byÅ‚ przeciwnikiem, prowadzi do absurdalnych wniosków. W 1935 r. wraz z Borysem Podolskim i Nathanem Rosenem opublikowaÅ‚ w „Physical Review” sÅ‚ynny artykuÅ‚, w którym wykazywaÅ‚, że jeÅ›li teoria kwantów jest prawdziwa, to miÄ™dzy dwoma obiektami może istnieć zdumiewajÄ…ca więź, zupeÅ‚nie nie do przyjÄ™cia z punktu widzenia fizyki klasycznej, a nawet zdrowego rozsÄ…dku. Dla laików te dwa obiekty sÄ… niczym bliźniaki, które w niepojÄ™ty sposób natychmiast czujÄ…, co siÄ™ z każdym z nich dzieje, choćby rozdzielaÅ‚a ich caÅ‚a galaktyka. Fizycy wolÄ… mówić o zadziwiajÄ…cych korelacjach miÄ™dzy rozdzielonymi obiektami. Dla Einsteina byÅ‚o to po prostu „upiorne oddziaÅ‚ywanie na odlegÅ‚ość”. TÄ™ dziwnÄ… więź nazwano kwantowym splÄ…taniem, a wiele lat później eksperymenty z fotonami potwierdziÅ‚y,
że jest ona możliwa. – Po raz pierwszy korelacje zwiÄ…zane ze splÄ…taniem fotonów, oddalonych o metr,  zaobserwowaÅ‚ 40 lat temu Amerykanin John Clauser – mówi „Gazecie” prof. Marek Å»ukowski, fizyk z Uniwersytetu GdaÅ„skiego. – W latach 80. francuski fizyk Alain Aspect mierzyÅ‚ korelacje na dystansie kilkudziesiÄ™ciu metrów, a w 1998 r. austriacki fizyk Anton Zeilinger zwiÄ™kszyÅ‚ odlegÅ‚ość miÄ™dzy splÄ…tanymi fotonami do kilkuset metrów. Potem przekroczono 10 km, a teraz Jian-Wei Pan pokazuje, że splÄ…tanie utrzymuje siÄ™ na odlegÅ‚oÅ›ci 100 km. I je teleportowali.  MajÄ…c zaÅ› pary splÄ…tanych fotonów, można przeprowadzać ich teleportacjÄ™. W powieÅ›ciach science fiction to powszechna metoda transportu. CzÅ‚owiek wchodzi do specjalnej budki, wciska guzik i momentalnie przenosi
siÄ™ na drugi koniec galaktyki. Na razie fizycy majÄ… na myÅ›li skromniejszy wyczyn – natychmiastowe i wierne przeniesienie stanu kwantowego z jednej czÄ…stki na drugÄ…. A ponieważ czÄ…stki, które majÄ… ten sam stan kwantowy, sÄ… nieodróżnialne od siebie, to w praktyce efekt jest taki sam jak przy przenosinach samej czÄ…stki.
Do takiej teleportacji doskonale siÄ™ nadajÄ… wÅ‚aÅ›nie pary splÄ…tanych czÄ…stek. Po raz pierwszy udaÅ‚o siÄ™ to zespoÅ‚owi fizyków pod wodzÄ… Antona Zeilingera w drugiej poÅ‚owie 1997 r. OdlegÅ‚oÅ›ci, na jakie udawaÅ‚o siÄ™ „przenosić fotony”, nie byÅ‚y imponujÄ…ce – zaledwie milimetry czy centymetry.
Ale Chińczycy teraz osiągnęli taką odległość, że można już myśleć o kwantowej łączności między Ziemią i satelitami, a więc globalnej sieci kwantowej.
W pionierskim eksperymencie Zeilingera z 1997 r. braÅ‚ też udziaÅ‚ Jian-Wei Pan, który doÅ‚Ä…czyÅ‚ do zespoÅ‚u jako stażysta po doktoracie – mówi prof. Å»ukowski, który także od wielu lat współpracuje z prof. Zeilingerem. PamiÄ™ta, że ChiÅ„czyk byÅ‚ niezwykle uzdolnionym eksperymentatorem. – Na poczÄ…tku wieku przeniósÅ‚ siÄ™ do
Heidelbergu, gdzie kierował własną grupą i jednocześnie utworzył grupę eksperymentalną na chińskim USTC. Dwa lata temu wrócił do Chin. Od 2011 r. jest najmłodszym członkiem Chińskiej Akademii Nauk. Współpracuję z nim od wielu lat. Byłem na USTC, gdy przygotowywał eksperyment z teleportacją stanu
fotonu na 100 km (zresztÄ… dokÅ‚adnie wedÅ‚ug metody, którÄ… opracowaliÅ›my wraz z Zeilingerem i Weinfurterem w 1995 roku). USTC jest próbÄ… zrobienia kopii sÅ‚ynnej amerykaÅ„skiej uczelni technicznej MIT w Chinach – uważa prof. Å»ukowski. – Od naukowców wymaga siÄ™ tam tylko 80 godzin zajęć ze studentami w ciÄ…gu roku. Reszta aktywnoÅ›ci ma mieć charakter naukowy. Eksperymenty Jian-Wei Pana kosztujÄ… okoÅ‚o miliona dolarów, a czÄ™sto mniej. MogÅ‚yby być wykonane także w Polsce, gdyby zdecydowano siÄ™ na tworzenie silnych elitarnych oÅ›rodków naukowych na wzór MIT czy USTC – dodaje naukowiec. Takie eksperymenty mogÄ… w przyszÅ‚oÅ›ci mieć wielkie znaczenie praktyczne. Oparte na kwantowym splÄ…taniu protokoÅ‚y przesyÅ‚ania danych zrewolucjonizujÄ… telekomunikacjÄ™, znacznie poprawiajÄ…c stopieÅ„ bezpieczeÅ„stwa i poufnoÅ›ci przesyÅ‚anych informacji, np. danych osobowych, numerów PIN do kont osobistych czy kart kredytowych. Pierwsze komercyjne urzÄ…dzenia kwantowej kryptografii już znajdujÄ… siÄ™ w sprzedaży, testujÄ… je banki i wojsko. Ale bezpieczne szyfrowanie dziaÅ‚a na razie tylko na krótkich dystansach, a transmisja danych jest bardzo powolna.
Kiedy powstanÄ… sieci globalne dla wszystkich?
– JesteÅ›my w tej chwili na podobnym etapie, na którym byÅ‚o radio w czasie pierwszego eksperymentu z przesyÅ‚aniem fal radiowych przez Marconiego – sÄ…dzi prof. Marek Å»ukowski.
WiÄ™cej… http://wyborcza.pl/1,75476,12280846,Narodziny_kwantowego_internetu.html#ixzz236VjUbBs
WiÄ™cej… http://wyborcza.pl/1,75476,12280846,Narodziny_kwantowego_internetu.html#ixzz236UmwF9B
WiÄ™cej… http://wyborcza.pl/1,75476,12280846,Narodziny_kwantowego_internetu.html#ixzz236WMncBx
WiÄ™cej… http://wyborcza.pl/1,75476,12280846,Narodziny_kwantowego_internetu.html#ixzz236W6pF27
10.08.2012 piÄ…tek 04:01:17 SkopiowaÅ‚em z Gazety wyborczej – HR

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>