Квантни Интернет

Научници су успоставили квантно логичко коло у светлосном (оптичко) влакну, полажући темељац за квантне рачунарске мреже. И за квантни Интернет, зашто да не?

Квантни компјутери представљају главоломни истраживачки изазов, до сада највећим делом поткрепљен повременим успешним преносима података на малим раздаљинама иза затворених врата појединих лабораторија. Професор Прем Кумар, стручњак за електроинжењерство и рачунарске науке на Северозападном универзитету (САД), недавно је предузео кораке да их учини употребљивим у свакодневном животу. Са својим сарадницима је склопио квантно логичко коло – основни састојак квантних рачунара – и то у светловоду.

Дотични део кола у стању је да поуздано прослеђује податке стотинама километара – од једног до другог квантног компјутера, а и да на властитом извршава сложене математичке задатке. У најкраћем, то је својеврсни прекидач у који приспева светлосни потицај, обави се логичка радња (операција) и изађе другачији светлосни одговор. Ни у чему се не разликује од уобичајеног у рачунарима који електрично побуђивање претварају у дигиталне „јединице” (1) и „нуле” (0).

И „јединица” и ”нула”

Слично логичко коло Прем Кумар је осмислио раније, али се заснивало на преношењу ласерског зрака кроз ваздух, а не кроз оптички кабл. С новоизведеним утире се пут квантним компјутерима са светловодима. Нови приступ требало би ускоро да се провери у првом преношењу јавне продаје (аукција) кроз квантну мрежу.

Проучавање поставки квантног рачунарства отпочело је осамдесетих година минулог века у ИБМ-у, Масачусетском институту за технологију (МИТ) и другим истраживачким установама. Квантни компјутер је направа која обрађује битове података ослањајући се на необично квантномеханичко својство честица, као што су електрони и фотони.

Према теоријским разматрањима, они су у стању да обаве кудикамо више прорачунавања од обичних компјутера, у којима се бит исказује као – „јединица” (1) и „нула” (0). У квантним рачунарима, међутим, кубит (квантни бит) може истовремено да буде и „јединица” (1) и „нула” (0). Баратајући с више вредности одједном, снага квантних рачунара се удвостручује са сваким додатним кубитом; са стотинак знатно надмаши данашње најбрже суперкомпјутере!

Једнообразни фотони

Кубити су саткани од испреплетених фотона, а захваљујући физичкој појави званој поларизација остају повезани (испреплетани) чак и на растојањима од стотинак километара. Другим речима, у таквом колоплету један другом преносе промене стања или поруке. У скорашњем научном чланку, објављеном у угледном часопису „Физикал ривју летерс”, Прем Кумар написао је да је искорачио даље: осмислио је логичко коло које преплиће парове фотона. Да би оно испуњавало своју улогу, честице светлости морају да буду једнообразне у сваком погледу, изузев у усмерењу (оријентација) властитог електромагентског поља или поларизацији.

И шта се догађа?

Када истоветни фотони јурећи кроз светлосно влакно стигну до логичког кола, зависно од властите поларизације усмере се у различите смерове, и тако поједини парови постају испреплетени. На основу тога колико је фотона прошло израчунава се у којом мери је логичко коло делотворно или није.

Остали научници истичу да је највеће постигнуће дотичнпг приступа у томе што је изводљив у светлосном влакну, чиме се утире пут квантном преносу (комунукације) на великим раздаљинама. Да потицај (сигнал) не би превише ослабио или сасвим нестао, дуж светлосног пута постојаће појачивачи (репетитори).

Професор Сет Лојд из Масачусетског института за технологију, водећи зналац квантног рачунарства у свету, сматра да је начињен крупан корак ка квантном Интернету. Будућа мрежа увелико ће својим протоком података – и у брзини и у количини – премашити данашњу.