Deze doorbraak maakt kwantuminternet over duizenden kilometers mogelijk

Onderzoekers van de University of Chicago hebben een manier gevonden om kwantuminformatie veel langer vast te houden en te versturen via gewone glasvezelkabels. Daarmee komt een kwantuminternet dat hele continenten verbindt een stuk dichterbij.

Kwantumcomputers zijn volop in ontwikkeling, maar in de toekomst moeten ze ook met elkaar verbonden worden. Daarbij is er één groot probleem: kwantuminformatie is ontzettend fragiel. Het verdwijnt razendsnel waardoor je het maar over korte afstanden kunt versturen. Tot nu toe werkten kwantumverbindingen hooguit over enkele kilometers. Deze nieuwe techniek kan dat oprekken naar wel honderden of duizenden kilometers.

Waarom is dit zo lastig?

In een gewone computer gebruik je bits: nullen en enen. In een kwantumcomputer heb je qubits, die tegelijkertijd een nul en een één kunnen zijn. Dat maakt het mogelijk om gelijktijdig verschillende berekeningen uit te voeren, maar hetzelfde principe maakt kwantumcomputers ook veel gevoeliger voor verstoringen.

Het probleem is dat qubits hun speciale kwantumeigenschappen heel snel verliezen door trillingen, warmte of elektromagnetische ruis uit de omgeving. Wetenschappers noemen de tijd dat een qubit stabiel blijft de "coherentietijd". Hoe langer die tijd, hoe verder je informatie kunt sturen voordat het signaal onbruikbaar wordt.

Duizenden kilometers ver

De onderzoekers gebruikten om dit probleem op te lossen het zeldzame aardmetaal erbium, dat licht uitzendt in precies de golflengte die we al gebruiken voor gewoon internetverkeer via glasvezel. Hiermee bouwden ze kristallen die veel minder gevoelig zijn voor verstoringen.

De qubits in dit materiaal blijven meer dan 10 milliseconden stabiel. Dat is niet lang, maar voor kwantumtechnologie is het een enorme sprong voorwaarts. Het is namelijk lang genoeg om informatie honderden of zelfs duizenden kilometers ver te laten reizen door glasvezelkabels.

Wat kun je ermee?

Een werkend kwantuminternet zou communicatie mogelijk maken die werkelijk onmogelijk af te luisteren is. De wetten van de kwantummechanica zorgen er immers voor dat elke poging om mee te kijken het signaal verstoort. Daarnaast opent het de deur naar gedistribueerd kwantumrekenen. Dat betekent dat kwantumcomputers over de hele wereld kunnen samenwerken. De technologie is echter nog helemaal niet klaar voor dagelijks gebruik. Zie dit als de eerste van veel stappen richting een werkend kwantuminternet.

Lees meer over wetenschap en mis niets met de Bright-app.