Čínští vědci dokázali propojit dva kvantové počítače pomocí takzvaného propletení částic. Využili složitý fyzikální jev, aby dokázali teleportovat informaci z jednoho do druhého.
Kvantové počítače jsou jedním z nejperspektivnějších směrů dalšího vývoje výpočetní techniky. Díky své povaze by byly v mnoha typech úkolů výrazně rychlejší, a mohly by tedy řešit složitější úkoly a problémy. Nejvíce by se uplatnily, kdyby se podařila vytvořit nějaká obdoba dnešního internetu, ale kvantového.
Ten by mohl lidstvu otevřít množství kvantových technologií pro běžný život – od prakticky neomezené komunikace na libovolnou vzdálenost, přes možnost sdílet výkony mnoha kvantových počítačů po celém světě až po dnes ještě nepředstavitelné aplikace. To je sice zatím jen sen, ale nový úspěšný experiment vědců z Čínské univerzity vědy a techniky a Jinanského institutu kvantové technologie ukazuje, že možná zase ne až tak vzdálený.
V odborném časopise Physical Reviews Letters totiž popsali, že se jim podařilo pomocí takzvaného kvantového propletení propojit dvě zařízení, která od sebe byla vzdálená 12,5 kilometru – a to v běžném městském prostředí. „Roku 2020 jsme publikovali článek, ve kterém jsme ukázali provázání dvou kvantových pamětí prostřednictvím 50 kilometrů dlouhého optického kabelu,“ uvedl pro odborný server Phys.org jeden z autorů výzkumu Xiao-Hui Bao. „V tomto starším experimentu byly ale obě dvě paměti, které jsme použili, umístěny v rámci jedné laboratoře, a nebyly tedy na sobě vlastně úplně nezávislé. Dalším krokem v našem výzkumu bylo fyzicky je osamostatnit a položit mezi ně nějakou velkou reálnou vzdálenost.“
Ve svém experimentu Bao a jeho kolegové založili dva kvantové uzly na různých místech v městském prostředí a umístili je od sebe ve vzdálenosti 12,5 kilometru. V prvním uzlu, označeném jako uzel A, zapletli první kvantovou paměť pomocí jediného fotonu. Tento jediný foton pak poslali do uzlu B a uložili do druhé kvantové paměti. „Tímto způsobem jsme dokázali propojit dvě vzdálené kvantové paměti,“ vysvětlil Bao.
Co je to kvantové propletení
Kvantové propletení je fenomén, který se jen špatně vysvětluje – o to víc, že ani vědci se zatím nejsou schopní shodnout na tom, jak vlastně funguje. Vědí ale, že existuje. Zjednodušeně řečeno se mohou dvě částice natolik provázat a propojit, že potom stačí ovlivňovat nějak jednu z nich a ona pak okamžitě předá informace té druhé. Reálně to ve skutečném světě vypadá, jako by došlo k teleportaci jedné z částic rychlostí větší, než je rychlost světla.
O vysvětlení tohoto fenoménu se snaží spousta vědců, možných teorií a hypotéz jsou desítky, ale skutečné vysvětlení chybí, právě proto, jak moc se tento jev liší od čehokoliv, co funguje v normálním světě. Za v podstatě šílený a nevysvětlitelný ho považoval už Albert Einstein.
Pomalá cesta ke kvantovému internetu
Některé předchozí studie sice prokázaly kvantová spojení na velké vzdálenosti, ale týkaly se především přenosu zapletených fotonů. Naproti tomu Bao a jeho kolegové vytvořili už v prvním experimentu s optickým kabelem propletení mezi dvěma kvantovými paměťovými zařízeními na bázi atomů. V budoucnu by rádi to stejné vyzkoušeli i s přenosem bezdrátovým.
To by podle nich mohlo umožnit spojení mezi několika různými uzly – a právě to je zásadní požadavek pro vytvoření spolehlivých kvantových počítačových sítí. „Hlavním úspěchem naší nedávné práce je, že jsme provedli nejdelší provázání pomocí kvantových pamětí,“ řekl Bao. „A to je základ pro budování kvantových sítí a kvantového internetu.“
Autoři považují svou práci za důležitý úspěch, takže chtějí ve výzkumu pokračovat. Rádi by v další sérii experimentů zvýšili spolehlivost přenosu a také později rozšířili počet uzlů ze dvou na více.
