No primeiro tipo de exame, os engenheiros da Universidade da Pensilvânia trazem redes quânticas do laboratório e usam o mesmo protocolo da Internet (IP) em cabos comerciais de fibra óptica que permitem a Web de hoje. Relatório CiênciaO trabalho mostra que sinais quânticos frágeis podem ser executados na mesma infraestrutura que realiza tráfego diário para o tráfego diário. A equipe testou seu procedimento na rede de fibra óptica do campus da Verizon.
Os pequenos “Q-chip” da PEN e os dados clássicos são ajustados e, o mais importante, falam o mesmo idioma que a Web moderna. A “internet quântica” do futuro dessa abordagem pode facilitar o caminho da “Internet quântica”, que os cientistas acreditam que um dia a idade on -line pode ser transformada.
Os sinais quânticos dependem dos pares de partículas “incorporadas”, tão intimamente conectadas que uma alteração em uma alteração afeta imediatamente a outra. O uso dessa propriedade pode permitir que os computadores quânticos vinculem sua energia de processamento para vincular e agrupar, permite que o progresso como mais, mais energia-sak IA ou projetar novos medicamentos e materiais a partir do alcance dos super computadores atuais.
Pela primeira vez, o trabalho da caneta mostra que um chip não apenas envia sinais quânticos, mas também pode corrigir automaticamente os pacotes de gestão quântica e dados clássicos de dados clássicos e usando os mesmos sistemas de endereço e equipamentos de gerenciamento on-line, anexando dispositivos diários on-line.
“O Live pode lidar com sinais quânticos em redes comerciais ao vivo, como uma veriz de chip integrada e, usando os mesmos protocolos para executar a Internet clássica, demos os principais passos em direção aos testes de maior escala e uma internet quântica prática”, disse Liang Fang, Engenharia e Engenharia (MSE). Ciência Autor sênior de Paper.
Desafios de escala quântica da Internet
Erwin Sroodger, que criou a palavra “Quantum”, estava famosamente relacionado à idéia com um gato escondido em uma caixa. Se o ID estiver fechado e a caixa também contiver material radioativo, o gato poderá estar vivo ou morto. Uma maneira de explicar a situação é que ambos os gatos estão vivos E Dead simplesmente abrir a caixa confirma a condição do gato.
Esse paradoxo é bastante semelhante à natureza única das partículas quânticas. Uma vez medidos, eles perdem seus recursos incomuns, que tornam uma rede quântica de escala extremamente difícil.
“As redes gerais medem os dados para levá -los ao destino final”, disse Robert Broberg, estudante de doutorado e assistente de papel da ESE. “Com as autênticas redes quânticas, você não pode fazer isso, porque as partículas são medidas pelo status quântico”
Sinais de coordenação e quântica
To get this barrier, the team regularly created “Q-Chip” (“Quantum-Classical Hybrid Internet” to adjust the “classical” signals made of light streams and quantum particles. “Classical Signal travels right in front of the quantum signal,” MSE’s doctoral student Ichi Jang and the first author of the paper say. “It allows us to measure the classical signal for routing by keeping our quantum signal intact”
Em poucas palavras, o novo sistema funciona como uma ferrovia, com locomotivas leves regulares com carga quântica. Os títulos “clássicos” agem como o motor do trem, enquanto os dados quânticos retornam ao recipiente selado “, diz Jang.” Você não pode abrir o contêiner sem destruir o que está dentro, mas o motor confirma que todo o trem chegou aonde ir “.
Todo o sistema pode seguir o mesmo “IP” ou “protocolo da Internet” que opera o tráfego da Internet de hoje, pois o título clássico pode ser medido. “Incorporamos informações quânticas na estrutura de IP familiar na estrutura de IP familiar e que uma internet quântica pode literalmente falar o mesmo idioma que o clássico”, disse Jang. “A chave para escalar usando a infraestrutura existente”
Tecnologia quântica adaptada ao mundo real
Um dos maiores desafios para a infecção de partículas quânticas na infraestrutura comercial é a variabilidade da linha de transmissão do mundo real. Ao contrário do ambiente de laboratório, que pode manter a situação ideal, as redes comerciais geralmente enfrentam mudanças de temperatura, graças ao clima, bem como às atividades humanas, como construção e transporte, não mencionando a atividade do terremoto.
Para lutar contra, os pesquisadores criaram um método de renovação de erros que aproveita o fato de que a interferência no título clássico afetará o mesmo tipo de sinal quântico. “Como podemos medir o sinal clássico sem prejudicar o Quantum”, disse Fang, “podemos adivinhar o que o estado quântico precisa ser corrigido no sinal quântico”.
No teste, o sistema manteve a infecção acima de 97%, mostrando que poderia superar o som e a instabilidade que geralmente destroem sinais quânticos fora do laboratório. E como o chip é feito de silicone feito de silicone e técnicas estabelecidas, ele pode ser produzido, facilitando a escala da nova abordagem.
“Existe apenas um servidor e um nó em nossa rede, anexando dois edifícios, cerca de um quilômetro de fibra óptica simplesmente instalada pela Verizon neles”, diz Fang. “Mas o que você precisa fazer para expandir a rede é fabricar mais chips e conectá-las aos cabos de fibra óptica existentes da Filadélfia”.
Quantum é o futuro da Internet
O principal obstáculo para escalar redes quânticas além da região metropolitana é que os sinais quânticos ainda não podem ser de largura.
Embora algumas equipes tenham mostrado que “chaves quânticas”, códigos especiais para a comunicação com nome de Uttar pode percorrer longas distâncias que as fibras comuns, esses sistemas usam iluminação consistente mais fraca para criar números aleatórios que não podem ser copiados, uma técnica extremamente eficaz para aplicações de segurança, não suficientes para vincular processadores quânticos reais.
Novos dispositivos serão necessários para superar esse desafio, mas o estudo PEN fornece uma etapa inicial importante: mostra como um chip pode executar sinais quânticos nas fibras comerciais existentes usando os mesmos protocolos que operam as redes atuais usando o roteamento de pacotes de estilo da Internet, a comutação dinâmica e os defeitos do chip.
Broberg disse: “Parecia os primeiros dias da Internet clássica nos anos sessenta, quando as universidades conectaram suas redes”, disse Broberg. “Ele abriu a porta para conversões que ninguém poderia prever. Uma Internet quântica tem a mesma possibilidade”.
Este estudo foi realizado na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Pensilvânia e foi a Fundação Gordon e Betty Moore (GBMF 12960 e DOI 10.37807), Escritório de Pesquisa Naval (N1014-23-1-2882), National Science Foundation (DM-233333682328). -23233233668) foi apoiado por (AHC -54-93).
Co-autores adicionais incluem Alan Zhu, Gushi Li e Jonathan Smith na Universidade da Pensilvânia e Lee GG da Universidade de Nova York.
