Całą historię zawdzięczamy naukowcom z Fermilab związanym z Quantum Science Program, którzy przesłali informację kwantową pomiędzy dwiema oddalonymi od siebie o około 50 kilometrów placówkami. Eksperyment polegał na dostarczeniu zakodowanych kwantowo fotonów z jednego miejsca do drugiego. Istotne było przy tym rzecz jasna zachowanie wysokiego stopnia synchronizacji między nimi.
50 kilometrów między startem a metą
To właśnie udana synchronizacja stanowi powód do radości. Oczywiście nie wykonuje się jej “na oko” – zazwyczaj naukowcy wykorzystują NTP, czyli Network Time Protocol, który synchronizuje wybrane urządzenia z tak wysoką dokładnością, że różnice między nimi są liczone w milisekundach.
Niestety dla komputerów kwantowych to wciąż za mało, a w zasadzie… za dużo. Różnice muszą więc być jeszcze mniejsze, dlatego autorzy nowych badań zastosowali nieco bardziej oryginalne podejście: użyli tych samych kabli co do przesłania informacji, by wysłać… zegar. Operował on na odmiennej długości fal, co miało na celu uniknięcie zakłóceń. Gdyby takowe się pojawiły, całe przedsięwzięcie nie miałoby większego sensu.
Kabel jest drogą, a foton to rowerzysta, czyli jak przesyłana jest informacja kwantowa
Jak wyjaśniają autorzy, do wyjaśnienia zastosowanej metody można użyć analogii, w której kabel jest drogą, podczas gdy długości fal tworzą pasy. Foton jest w takiej konfiguracji rowerzystą, natomiast zegar – ciężarówką. Przy niewystarczającej precyzji i ostrożności ciężarówka może wjechać na ścieżkę dla rowerów, więc potrzeba było wielu eksperymentów, aby upewnić się, iż tak się nie stanie.
Gdyby w przyszłości udało się stworzyć funkcjonalny internet kwantowy, to stanowiłoby to istotny krok do przodu w zakresie bezpieczeństwa danych. Kwantowe szyfrowanie danych sprawia bowiem, że ataki na przykład hakerów stałyby się znacznie mniej realne. Nietrudno wyobrazić sobie, jak bardzo ułatwiłoby to choćby komunikację czy działanie sektora bankowego.