Mehdi Namazi chce sprzedać ci splątanie kwantowe.
On i jego koledzy z Qunnect spędzili niemal dekadę budując urządzenia, które uczynią możliwym dzielenie się kwantowo splątanymi cząstkami światła, czyli fotonami, na tyle praktycznym, by można je było użyć do niezakłócalnej komunikacji.
W siedzibie Qunnect w Brooklynie, Nowym Jorku, duże stoły pełne są laserów, soczewek, specjalnych kryształów i innych małych elementów, którymi badacze manipulują światłem. Wszystkie one są przeznaczone do starannie zapakowania w jasnoróżowe pudełka, które następnie zostaną wysłane do innych twórców technologii komunikacyjnych przyszłości. Przy głębokim tle oszałamiającej nowojorskiej panoramy, Namazi otwiera dla mnie pudełko, odkrywając elektronikę, która na pierwszy rzut oka nie wygląda szczególnie godnie uwagi. Jednak umieszczając kilka takich pudełek obok siebie, otrzymujesz to, co firma określa mianem stojaka Carina – a stojaki Carina mogą sprawić, że zdarzą się niezwykłe rzeczy kwantowe. W lutym zespół Qunnect użył tych stojaków do przeprowadzenia „zamiany splątania” na 17,6 kilometrów światłowodów łączących Brooklyn z Manhattanem za pośrednictwem komercyjnego centrum danych. Zamiana splątania polega na przeniesieniu właściwości splątania kwantowego z jednej pary fotonów na inną. Gdy fotony są splątane, są one niezwykle wrażliwe na próby manipulacji nimi, co sprawia, że jest niemal niemożliwe po cichu wykradzenie przechowywanych informacji. Dzięki zamianie staje się możliwe rozszerzenie tej niezakłócalnej właściwości na kwantowy internet o zasięgu międzymiastowym. Qunnect niezawodnie zamienił splątanie kwantowe między 5400 parami fotonów co godzinę, gdy sieć działała autonomicznie przez kilka dni. Poprzednie najlepsze eksperymenty zamieniały splątanie w tempie niższym lub równym połowie tego tempa. Zanim stojak Carina będzie mógł zademonstrować swoje sztuczki, splątane fotony muszą zostać utworzone przez oddzielne urządzenie. Patrzę na serce tego „źródła splątania” i widzę niewielkie szklane i metalowe pudełko wypełnione parą atomów rubidu, które należy oświetlić światłem laserowym, aby wytworzyć pary fotonów. Tutaj liczą się najdrobniejsze detale. Namazi opowiada, jak jego zespół zwiększył liczbę splątanych fotonów, jakie produkują, regulując kąt, pod jakim wiązki laserowe wchodzą do pudełka. Gdy pary zostaną utworzone, stojak Carina przesyła je przez sieć światłowodów w całym Nowym Jorku, na przykład do laboratoriów na Uniwersytecie Nowojorskim i na Uniwersytecie Columbia. Namazi wyjaśnia, jak mógłbym założyć własny system udostępniania splątania, jeśli chciałbym wysłać superbezpieczne wiadomości do przyjaciela. „Jeśli masz dwa z tych [Carina] stojaków, masz dystrybucję splątania w ciągu kilku godzin”, mówi Namazi. Qunnect przechowuje jeden taki stojak w komercyjnym centrum danych na Manhattanie, obsługiwanym przez firmę telekomunikacyjną QTD Systems. Gdy pytam Petera Feldmana z QTD o to, powtarza opinie Namaziego. „Nie muszę znać się na fizyce kwantowej”, mówi. Urządzenia, które utrzymują splątane fotony przepływające przez sieć Qunnect, mogą być kontrolowane zdalnie, a proces może działać autonomicznie przez tygodnie. Próby zbudowania niezakłócalnego kwantowego internetu nie są unikalne dla Nowego Jorku. Kilka innych miejskich sieci kwantowych istnieje na całym świecie, w tym w Hefei w Chinach i w Chicago w stanie Illinois. W każdym przypadku jest wciąż wiele pracy do wykonania, aby osiągnąć pełny potencjał, w tym naprawienie problemu, że fotony często giną na długich dystansach. Ale Namazi mówi, że dostęp do splątania kwantowego może już być przydatny. Splątane fotony mogą być wymieszane z przepływami światła niosącego klasyczne informacje i działać jak swoisty sygnalizator kwantowy, odsłaniając wszelkie niegodziwe próby przechwycenia go. Innym bliskim zastosowaniem może być potwierdzenie tożsamości osoby, z którą wymieniasz wrażliwe informacje na podstawie jej lokalizacji, mówi Alexander Gaeta z Uniwersytetu Columbia, który współpracuje z Qunnect. Jest to ponownie możliwe dzięki kwantowej naturze splątanych fotonów. Istnieje dziesiątki instytucji finansowych tylko w jednej dzielnicy Nowego Jorku, które mogłyby skorzystać z takich możliwości, mówi Javad Shabani z Uniwersytetu Nowojorskiego. „Gdy już masz infrastrukturę, pojawią się użytkownicy końcowi, a są oni prawdopodobnie po drugiej stronie ulicy.” Chociaż kwantowy internet wciąż daleki jest od mainstreamu, w czasie podróży samochodem z siedziby Qunnect do centrum danych QTD jestem zaskoczony, jak wiele jest już w pełni funkcjonujące. Przekraczając jedny z mostów Nowego Jorku, zastanawiam się, ile spłątanych fotonów także to zrobiło. Zajęci nowojorscy kwantowi z miejscami do odwiedzenia. Tematy: internet / przetwarzanie kwantowe.
