Los científicos han logrado transmitir con éxito por primera vez datos cuánticos y convencionales a través de una única fibra óptica.
La investigación demuestra que datos cuánticos en forma de fotones entrelazados y datos de Internet convencionales enviados como pulsos láser pueden coexistir en el mismo cable de fibra óptica.
La mayoría de las investigaciones sobre Construyendo una Internet cuántica Se ha centrado en la necesidad de una infraestructura separada o canales dedicados para los datos cuánticos a fin de evitar la interferencia de los datos “clásicos”. Pero esta nueva red “híbrida” podría allanar el camino para una implementación más eficiente de comunicaciones cuánticas al permitir que los datos cuánticos y convencionales compartan la misma infraestructura. Los investigadores revelaron sus hallazgos en un estudio publicado el 26 de julio en la revista Avances científicos.
Los cables de fibra óptica están compuestos por hilos finos de fibras de vidrio o plástico que transportan datos en forma de pulsos de luz infrarroja. Estas fibras transmiten datos a través de diferentes canales de color, cada uno de los cuales corresponde a un color específico. longitud de onda de la luz.
Investigadores ya lo he demostrado anteriormente que los datos cuánticos pueden transmitirse a través de un cable de fibra óptica estándar, pero este nuevo experimento marca la primera vez que datos cuánticos y convencionales se transmiten juntos en el mismo canal de color.
La creación de redes híbridas es un desafío porque los datos cuánticos a menudo se transmiten a través de cables de fibra óptica utilizando fotones entrelazados.
El entrelazamiento ocurre cuando dos cúbits Los cúbits, las unidades más básicas de información cuántica, están vinculados de tal manera que la información se comparte entre ellos independientemente de su relación en el tiempo o el espacio. Pero el entrelazamiento es un estado extremadamente delicado que puede verse fácilmente alterado por perturbaciones ambientales como el ruido o la interferencia de otras señales. Esto incluye cualquier dato que comparta la misma longitud de onda en un canal de fibra óptica. Esto se conoce como “decoherencia”, y romper esta conexión hace que los cúbits pierdan su estado cuántico, lo que da como resultado la pérdida de datos.
“Para que la Internet cuántica sea una realidad, necesitamos transmitir fotones entrelazados a través de redes de fibra óptica”, dijo el coautor del estudio. Michael Kuesdirector del Instituto de Fotónica de la Universidad Leibniz de Hannover, dijo en un declaración“Queremos seguir utilizando también fibras ópticas para la transmisión convencional de datos”.
Para superar estos desafíos, los científicos utilizaron una técnica llamada modulación de fase electroóptica para ajustar con precisión la frecuencia de los pulsos láser de modo que coincidieran con el color de los fotones entrelazados. Esto permitió que ambos tipos de datos se transmitieran en el mismo canal de color sin alterar la información cuántica contenida en los fotones entrelazados.
La capacidad de transmitir datos cuánticos y convencionales en el mismo canal libera otros canales de color en el cable de fibra óptica para más datos, dijeron los científicos. Esto será clave para hacer realidad las numerosas aplicaciones de computación cuánticacomo las comunicaciones ultraseguras y la computación cuántica. criptografíamás práctico y escalable.
“Nuestra investigación es un paso importante para combinar la Internet convencional con la Internet cuántica”, afirma Kues. “Nuestro experimento demuestra que la implementación práctica de redes híbridas puede tener éxito”.