Los ingenieros de la Universidad de Pensilvania han enviado con éxito señales cuánticas a través de una conexión a Internet estándar con cables de fibra óptica en el mundo real. Los investigadores han publicado su trabajo en Ciencia, Tomando el Internet cuántico de la teoría a la realidad mediante el uso de sistemas de Internet existentes.
Las señales cuánticas son famosas, no se pueden medir sin perder su enredo cuántico y volverse ilegible con demasiado ruido. Pero los ingenieros han logrado enviar las señales sobre la misma infraestructura de Internet ocupada que ocupan las señales IP estándar.
Esta transmisión es posible debido a la “Q-chip”, el chip de silicio de la Universidad de Pensilvania para coordinar las señales tradicionales y cuánticas a través de Internet. Aes de Internet híbrido clásico cuántico por Photonics, el Q-chip puede agrupar señales estándar y cuánticas en un paquete que se puede enviar con éxito a través de las líneas de Internet de fibra óptica de una ciudad. El chip puede enviar y recibir estas señales vinculadas, corrigiendo automáticamente el ruido sin medir las señales vinculadas a Quantum.
La computación cuántica es un reino completamente diferente de la informática tradicional. Cuando las computadoras normales usan transistores, bits y electrones para realizar cálculos, representados con 0s y 1s, estados de encendido y apagado, la computación cuántica comienza desde un punto completamente diferente. Usando qubits, las computadoras cuánticas aprovechan el enredo cuántico, lo que permite que los qubits representen estados de 0, 1 y cualquier otra de innumerables variaciones de estos dos estados.
Pero es difícil trabajar con el enredo cuántico, ya que las señales cuánticas que se miden pierden sus propiedades cuánticas. En el experimento mental de Schrödinger, un gato colocado en una caja cerrada con un isótopo radiactivo no puede confirmarse que esté vivo o muerto hasta que se abre la caja y se observa el gato. Del mismo modo, las partículas cuánticas pueden existir en el estado de superposición (ni 0 ni 1) solo hasta que se observen, momento en el que pierden su relación cuántica y se vuelven efectivamente 0 o 1. Esto hace que el envío de estas señales cuánticas a través de una conexión a Internet sea muy difícil.
“Las redes normales miden los datos para guiarlo hacia el destino final”, dijo Robert Broberg, un estudiante de doctorado en el proyecto que fue entrevistado por Phys.org. “Con redes puramente cuánticas, no puede hacer eso, porque medir las partículas destruye el estado cuántico”.
Para resolver este problema, el Q-chip combina la señal cuántica con una señal de Internet estándar basada en la luz en un combo de tren. La señal estándar de Internet actúa como un motor para el enrutamiento, con la señal cuántica que se lleva a cabo como la carga, nunca se mide por ninguno de los extremos de su conexión a Internet. Esta relación también funciona para corregir el ruido; Como el envío y la recepción Q-chip saben cuál debe ser la señal estándar, puede corregir el error de corrección de la señal basada en la luz e inferir cómo corregir la señal cuántica también.
“Al mostrar un chip integrado puede administrar las señales cuánticas en una red comercial en vivo como la de Verizon, y hacerlo utilizando los mismos protocolos que ejecutan Internet clásico, hemos dado un paso clave hacia experimentos a gran escala y una práctica Internet cuántico”, compartió Liang Feng, el autor principal del documento.
El sistema Q-chip puede trabajar teóricamente en cualquier lugar a lo largo de la red de fibra óptica Verizon en Filadelfia, donde se encuentra la universidad, así como la infraestructura de Internet de cualquier otra área metropolitana. Todavía se necesitarán más investigaciones para repetir con éxito las señales cuánticas a largas distancias, lo que será necesario para facilitar las conexiones cuánticas de Internet entre ciudades o más.
A medida que la computación cuántica continúa marchando hacia la relevancia y la utilidad en el mundo real, esta investigación sobre permitir que las señales cuánticas se envíen a través de la infraestructura de Internet existente es invaluable. Lo que viene a continuación para Quantum es, como siempre, incierto, pero tanto los gobiernos como las corporaciones están trabajando continuamente para ser los primeros en permitir su uso en aplicaciones de la vida real.
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