Studiuesit arrijnë të ruajnë një bit kuantik për një rekord prej 20 milisekonda
Kompjuterët, telefonat inteligjentë, GPS: fizika kuantike ka mundësuar shumë përparime teknologjike. Tani po hap fusha të reja kërkimi në kriptografi (arti i kodimit të mesazheve) me qëllim të zhvillimit të rrjeteve telekomunikuese ultra të sigurta. Megjithatë, ekziston një pengesë: pas disa qindra kilometrash brenda një fije optike, fotonet që bartin kubitët ose “bitët kuantikë” (informacioni) zhduken.
Prandaj, ata kanë nevojë për “përsëritës”, një lloj “rele”, të cilat bazohen pjesërisht në një memorie kuantike. Duke arritur të ruajë një kubit në një kristal (një “memorie”) për 20 milisekonda, një ekip nga Universiteti i Gjenevës (UNIGE) ka vendosur një rekord botëror dhe ka bërë një hap të madh drejt zhvillimit të rrjeteve të telekomunikacionit kuantik në distanca të gjata. Ky hulumtim mund të gjendet në revistën npj Quantum Information.
E zhvilluar gjatë shekullit të 20-të, fizika kuantike u ka mundësuar shkencëtarëve të përshkruajnë sjelljen e atomeve dhe grimcave, si dhe disa veçori të rrezatimit elektromagnetik. Duke u shkëputur nga fizika klasike, këto teori gjeneruan një revolucion të vërtetë dhe futën nocione pa ekuivalente në botën makroskopike, siç është mbivendosja, e cila përshkruan mundësinë që një grimcë të jetë në disa vende në të njëjtën kohë, ose ngatërresa, e cila përshkruan aftësinë e dy grimcave. të prekin njëri-tjetrin në çast edhe në distancë (“veprim drithërues në distancë”).
Teoritë kuantike janë tani në qendër të shumë kërkimeve në kriptografi, një disiplinë që bashkon teknikat për kodimin e një mesazhi. Teoritë kuantike bëjnë të mundur garantimin e autenticitetit dhe konfidencialitetit të përsosur për informacionin (një kubit) kur ai transmetohet midis dy bashkëbiseduesve nga një grimcë drite (një foton) brenda një fije optike. Fenomeni i mbivendosjes i bën të ditur dërguesit menjëherë nëse fotoni që përcjell mesazhin është përgjuar.
Megjithatë, ekziston një pengesë e madhe për zhvillimin e sistemeve të telekomunikacionit kuantik në distanca të gjata: përtej disa qindra kilometrave, fotonet humbasin dhe sinjali zhduket. Meqenëse sinjali nuk mund të kopjohet ose përforcohet – ai do të humbiste gjendjen kuantike që garanton konfidencialitetin e tij – sfida është të gjesh një mënyrë për ta përsëritur atë pa e ndryshuar atë duke krijuar “përsëritës” të bazuar, veçanërisht, në një memorie kuantike.
Në vitin 2015, ekipi i udhëhequr nga Mikael Afzelius, një pedagog i lartë në Departamentin e Fizikës së Aplikuar në Fakultetin e Shkencave të Universitetit të Gjenevës (UNIGE), arriti të ruante një kubit të mbajtur nga një foton për 0,5 milisekonda në një kristal (një “kujtesë”). Ky proces i lejoi fotonit të transferonte gjendjen e tij kuantike tek atomet e kristalit përpara se të zhdukej. Megjithatë, fenomeni nuk zgjati aq sa duhet për të lejuar ndërtimin e një rrjeti më të madh memorie, një parakusht për zhvillimin e telekomunikimeve kuantike në distanca të gjata.