Toshiba batte il record di comunicazione quantistica con 600 km di fibre ottiche

L’Internet quantistico potrebbe un giorno consentire ai computer quantistici di collaborare e affrontare alcuni problemi giganteschi. Ora il mondo è un passo più vicino a quella realtà, poiché i ricercatori di Toshiba hanno dimostrato la riuscita della comunicazioni quantistiche inviata su 600 km di fibra ottica da record.

Nei computer tradizionali, le informazioni sono codificate in bit rappresentati come zero o uno. Ma nei computer quantistici, le informazioni sono codificate in bit quantistici (o qubit) che possono essere uno o entrambi allo stesso tempo.

Ciò espande enormemente la loro potenza di calcolo, il che significa che potrebbero affrontare problemi oltre l’ambito dei normali computer.

L’anno scorso, ad esempio, un computer quantistico cinese chiamato Jiuzhang ha apparentemente eseguito un calcolo in 200 secondi che un normale supercomputer impiegherebbe 2,5 miliardi di anni per completarlo.

Ma la sfida con il calcolo quantistico è che questi qubit sono sensibili alle interferenze dall’ambiente, con piccole fluttuazioni di temperatura o vibrazioni che minacciano di confondere i dati. Ciò rende difficile la trasmissione di informazioni quantistiche su lunghe distanze.

Ora, però, i ricercatori di Toshiba rivendicano il record di distanza per le comunicazioni quantistiche tramite fibre ottiche. La chiave era una nuova tecnica di stabilizzazione a doppia banda che hanno sviluppato, che invia due segnali di riferimento ottico insieme ai qubit stessi, che sono codificati come ritardo di fase di un debole impulso ottico.

Il primo segnale di riferimento è ad una lunghezza d’onda progettata per annullare le fluttuazioni dell’ambiente, mentre il secondo opera sulla stessa lunghezza d’onda dei qubit stessi ed è utilizzato per controllare con precisione la fase della luce.

Utilizzando questa tecnica a doppia banda, il team Toshiba è stato in grado di mantenere il segnale quantico costante entro poche decine di nanometri. Ciò a sua volta ha permesso loro di trasmettere i dati su oltre 600 km di fibre ottiche, circa sei volte più lontano del record precedente. Tuttavia, non è il più lontano in assoluto: la trasmissione satellitare detiene il record complessivo di oltre 1.200 km (746 miglia), ma un Internet quantistico avrebbe bisogno di un mix di satelliti e fibre ottiche.

Il team afferma che il primo utilizzo della tecnologia sarebbe probabilmente per Quantum Key Distribution (QKD). Questa tecnica di crittografia sfrutta la strana regola della fisica quantistica in cui l’atto stesso di osservare la chiave la cambierà, rendendola inutile per un potenziale hacker e avvisando gli utenti autorizzati del tentativo.

“Negli ultimi anni il QKD è stato utilizzato per proteggere le reti dell’area metropolitana”, afferma Andrew Shields, capo della Quantum Technology Division di Toshiba Europe. attraverso paesi e continenti, senza utilizzare nodi intermedi fidati. Implementato insieme a Satellite QKD, ci consentirà di costruire una rete globale per comunicazioni protette quantistiche.”

La svolta è stata descritta in un articolo sulla rivista Nature Photonics. 

Fonte Fastweb.it