ワイヤーがどのようにして 2 つの量子ネットワークに初めて接続されたのか

という時代に、 技術的な 開発は猛烈なペースで行われているため、偉大な発見には、SF 映画のような法外に高価な機器や研究室が必要であるという印象をよく受けます。しかし、エディンバラのヘリオットワット大学の研究チームはその考えを覆し、とりわけ商用光ファイバーを使用した通信の将来にとって歴史的なマイルストーンを達成した。

このニュースは権威ある科学雑誌に掲載されました 自然フォトニクスは、世界で初めて、2 つの独立した小規模ネットワークを 1 つの完全に機能する 8 ユーザー システムに結合するプロトタイプ量子ネットワークの作成に関するものです。この成果は単なる実験室の成功ではなく、待望の「量子インターネット» (インターネットと同じくらい）、絶対的なセキュリティと想像を超えるコンピューティング能力を備えた通信を約束します。

現在までに、 科学者 彼らは、個別の量子ネットワークを構築し、多くのユーザー間で情報を共有することに成功しました。しかし、依然として大きな障害は、これらの「島」の相互接続でした。今日のインターネットがネットワークのネットワークであるのと同様に、量子インターネットでは、相互に「会話」できる独立したシステムを接続する機能が必要です。

教授のチーム メフル・マリク ヘリオットワット工学自然科学部の教授はまさにそれを達成しました。 」他のグループは、独自の量子ネットワークを作成できることをすでに証明していました。しかし、2 つの別々のネットワークを接続することに成功したのはこれが初めてです。」とマリク教授は特徴的に言います。

「安い」光ファイバーの革新

この発見で最も印象的な要素は、システムの中心部にあります。量子アプリケーション専用に設計された複雑で高価なコンポーネントの代わりに、 研究者らは一般的なマルチモード光ファイバーを使用したが、そのコストは100ユーロを超えなかった。。

彼らのアプローチの天才性は、光の管理方法にありました。光ファイバー内では、光は無秩序に散乱（散乱）する傾向があり、これは通常、電気通信において問題であると考えられています。彼のチーム ヘリオットワットしかし、この「混乱」の中にチャンスがあると考えました。彼らは光の散乱特性を利用して、再構成可能な量子もつれルーターをプログラムしました。言い換えれば、障害物をリソースに変え、システムが情報を正確に指示できるようにしたのです。

量子テレポーテーションとオンオーダーエンタングルメント

技術的な面では、新しいネットワークは従来の方法でデータを転送するだけではありません。これは、アインシュタインが「離れた場所での忘れられない作用」と呼んだ量子もつれの現象に基づいています。この状態では、2 つの粒子は、それらを隔てる距離に関係なく、密接に結合したままになります。

彼らがエディンバラで開発した8ユーザーシステムは、「量子テレポーテーション」を実行し、オンデマンドでエンタングルメントを引き起こすことができる。さらに重要なのは、「多重化」と呼ばれるものを達成したことです。つまり、同時に複数のユーザーにサービスを提供できます。具体的には、2 つのチャネルで 4 人のユーザー間のエンタングルメントを同時に交換しました。これは、現代の電気通信の仕組みを思い出させますが、量子レベルでのことです。

なぜそれが私たちに関係するのでしょうか?未来のセキュリティ

しかし、なぜこの開発が平均的なユーザーや企業にとってそれほど重要なのでしょうか?答えは安全性とパワーにあります。

1. 侵入不可能なセキュリティ: 量子ネットワークは、物理的に傍受が不可能な通信を約束します。追跡を試みると量子状態が破壊され、すぐに「侵入者」を裏切ります。
2. 分散量子コンピューティング: 多数の小型量子プロセッサを接続することで、今日のコンピュータでは不可能な問題 (たとえば、創薬や材料科学など) を解決できる、膨大な機能を備えたスーパーコンピュータを作成できます。

未来はつながっている

これは実験室規模のデモンストレーションですが、動作原理は完全に拡張可能です。実験の成功は、普遍的な量子の創造を証明する インターネット 必ずしもすべての既存のインフラを珍しい素材に置き換える必要はありませんが、自然現象と利用可能なテクノロジーを賢く利用する必要があります。

このプロジェクトは、英国の量子通信ハブの一環として工学自然科学研究評議会 (EPSRC) から資金提供を受けており、次のステップへの道を示しています。研究チームが指摘しているように、次の賭けは、これらの原則を長距離および実際のネットワーク条件に適用することです。