Snel en écht draadloos kwantum-internet dichterbij na geslaagde data-teleportatie

Kwantum-verstrengeling klinkt totaal science-fiction. Twee deeltjes zijn zo diep met elkaar verstrengeld, op een kwantum-niveau, dat als de status van één deeltje – een qubit – verandert, het andere deeltje mee verandert. Ongeacht afstand: daar zou een universum tussen kunnen zitten. Ideaal voor communicatie natuurlijk, want je kan informatie zonder vertraging naar de andere kant van de wereld sturen.

In theorie dan, want het is lastig om op grote schaal tot dat punt te komen. Deels omdat kwantummechanica ingewikkeld is, maar ook omdat we al een bestaand communicatienetwerk hebben. Wetenschappers proberen nu dus zowel kwantummechanica naar hun hand te zetten, en dat vervolgens aan te sluiten op de bestaande infrastructuur. Op dat vlak is nu een doorbraak gemaakt.

Kwantum-ruggengraat voor internet

Onderzoekers van de Chinese Nanjing University hebben een experiment gedaan waarbij zij een qubit hebben getransporteerd naar solid-state kwantum-geheugen, met de tussenkomst van bestaande telecom-infrastructuur. De doorbraak zit 'm in die tussenkomst van de bestaande infrastructuur, en dan ook nog zonder dat er een vertaalslag gemaakt moet worden.

Er is een zogenoemde fotoniche qubit verstuurd: die kan dezelfde op licht gebaseerde informatie doorgeven die ook via een glasvezelsnoer kan worden gestuurd, want dat is ook gebaseerd op licht. Dat signaal is dus zonder tussenkomst of vertaalslag kwantum-verstuurd naar het kwantum-geheugen. Dat geheugen is nodig om een stabiele verbinding te garanderen, en werkt als een soort tussenstation. 

Als we ooit op kwantum-internet over willen gaan, moet er volgens de wetenschappers een soort 'ruggengraat' van kwantum-geheugen gebouwd worden, die als een keten zonder vertraging informatie kunnen doorgeven maar ook zorgen dat die niet verloren gaat: een soort wifi-versterkers dus, maar dan op kwantum-niveau. Als je die op elk glasvezel-kruispunt kan installeren, zijn de tussenliggende hoofdwegen straks onnodig maar hoeft niet elk huis een nieuw kwantum-internetsnoertje.

'Veelbelovende stap'

Tot nu toe konden quantum-verstrengelde verbindingen al wel worden gebruikt als brug in een bestaand internetsysteem, maar moest er een vertaalslag worden gemaakt: de frequentie moest worden omgezet naar een frequentie waar het bestaande systeem mee om kan gaan. Dat kost tijd en energie, maar in hun doorbraak hebben de Chinese onderzoekers het signaal dus zonder vertaalslag verstuurd. 

"Onze studie toonde voor het eerst de kwantumteleportatie aan van telecomfotonen naar een solid-state kwantumgeheugen op basis van erbium-ionen", zegt hoofdonderzoeker Xiao-Song Ma tegen Phys.org. "Ons hele systeem maakt gebruik van componenten die perfect compatibel zijn met bestaande glasvezelnetwerken. Dit telecom-compatibele platform voor het genereren, opslaan en verwerken van kwantumtoestanden van licht stelt een zeer veelbelovende benadering van grootschalige kwantumnetwerken vast."

Meer internet-nieuws en mis niets met onze Bright-app.