”Omöjlig” kvantteleportering är en realitet

Forskare har länge trott att kvantkommunikation skulle kräva separata, dedikerade fiberkablar. Nu har ett team vid Northwestern University bevisat att kvantinformation kan skickas sida vid sida med vanlig internettrafik – genom samma kablar.

Northwestern-forskarnas innovativa arbete visar vägen mot nästa generations nätverk där kvantkommunikation och klassisk kommunikation kan dela samma infrastruktur.

Teamet har hittat ett sätt att individuellt skicka fotoner – ljusets byggstenar – genom kablar som normalt hanterar strömmar av miljontals ljuspartiklar. Genom att välja exakt rätt våglängd och använda speciella brusfilter kan de isolera kvantsignalerna från normal datatrafik.

Spöklik sammankoppling

Kvantteleportering låter som science fiction, men det är en högst verklig process där tillståndet hos en partikel överförs till en annan utan att den första partikeln fysiskt rör sig. Detta sker genom vad Einstein kallade ”spöklik verkan på avstånd” – eller kvantsammanflätning.

Men även om denna process är ögonblicklig kan den inte användas för att skicka information snabbare än ljusets hastighet – det revolutionerande är den absoluta säkerhet som teknologin erbjuder. Detta beror på att varje avlyssning eller mätning av kvantinformationen oundvikligen förändrar den, och därmed kommer att upptäckas omedelbart av avsändare och mottagare.

– Det här är otroligt spännande eftersom ingen trodde att det var möjligt. Vårt arbete visar vägen mot nästa generations kvantnätverk och klassiska nätverk, som delar samma fiberoptiska infrastruktur. (Prem Kumar, professor vid Northwestern University)

Från laboratoriet till verkligheten

Tidigare har kvantteleportering endast varit möjlig under kontrollerade förhållanden i laboratoriet. Nu har forskare visat att det även fungerar i vanliga fiberoptiska nätverk.

Genom detaljerade studier av hur ljuset sprids i kablarna har teamet hittat det perfekta frekvensfönstret där kvantsignalerna kan färdas ostört.

– Vi studerade noggrant hur ljuset sprids i kablarna och placerade våra fotoner på en strategisk punkt där spridningen minimeras. Vi upptäckte att vi kunde utföra kvantkommunikation utan störningar från de klassiska kanaler som var närvarande samtidigt. (Prem Kumar, professor vid Northwestern University)

Nästa steg: Underjorden

Forskargruppen planerar nu att testa systemet över längre avstånd och sedan gå vidare till underjordiska fiberkablar. Målet är att bevisa att teknologin kan fungera i den verkliga världen.

Detta skulle kunna bana väg för ett framtida kvantinternet som är mycket säkrare än dagens lösningar, utan att nya kablar behöver dras. Hastigheten kommer fortfarande att begränsas av ljusets hastighet i fiberkablarna, men säkerheten kommer att vara på en helt ny nivå.

Mer info: news.northwestern.edu

Geir Gråbein Nordby

(f. 1978): Journalist. Gråbein har aldrig haft något annat heltidsjobb än på Ljud & Bild. Å andra sidan har han varit här nästan halva sitt liv, ända sedan 2001 när han skickade en jobbansökan till fel adress (han ville egentligen till en inspelningsstudio med samma namn). Gråbeins expertis är främst inom hifi, hörlurar och hemmabio, men det händer att han glimtar till med andra kvaliteter också.