En el primer tipo de examen, los ingenieros de la Universidad de Pensilvania traen redes cuánticas del laboratorio y usan el mismo protocolo de Internet (IP) en cables comerciales de fibra óptica que permiten la web de hoy. Informe CienciaEl trabajo muestra que las señales cuánticas frágiles pueden ejecutarse en la misma infraestructura que lleva a cabo el tráfico diario al tráfico diario. El equipo ha probado su procedimiento en la red de fibra óptica del campus de Verizon.
Los pequeños datos de “Q-chip” y clásicos de Pen se ajustan y, lo que es más importante, hablan el mismo idioma que la web moderna. El “Internet cuántico” del futuro de este enfoque puede facilitar el camino de la “Internet cuántica”, que los científicos creen que algún día la edad en línea puede transformarse.
Las señales cuánticas dependen de los pares de partículas “incrustadas”, tan estrechamente conectadas que un cambio en un cambio afecta inmediatamente al otro. El uso de esta propiedad puede permitir que las computadoras cuánticas vinculen su energía de procesamiento para vincular y agrupar, permite un progreso como más IA de energía o diseño de nuevos medicamentos y materiales fuera del alcance de las súper computadoras actuales.
Por primera vez, el trabajo de la pluma muestra que un chip no solo envía señales cuánticas, sino que también puede corregir automáticamente el paquete de paquetes de estilo de Internet estándar de datos cuánticos y de datos clásicos, y utilizar los mismos sistemas de direcciones y equipos de administración en línea adjuntando dispositivos diarios en línea.
“Live puede manejar señales cuánticas en redes comerciales en vivo como un chip integrado Veriz, y utilizando los mismos protocolos para ejecutar Internet clásico, hemos tomado los pasos principales hacia las pruebas a mayor escala y un práctico Internet cuántico”, dijo Liang Fang, Ingeniería e Ingeniería (MSE). Ciencia Autor principal del documento.
Desafíos de la escala cuántica de Internet
Erwin Sroodger, quien creó la palabra “Quantum”, se relacionó con la idea con un gato escondido en una caja. Si la identificación está cerrada y la caja también contiene material radiactivo, el gato puede estar vivo o muerto. Una forma de explicar la situación es que ambos gatos están vivos Y Dead simplemente abrir la caja confirma la condición del gato.
Esa paradoja es bastante similar a la naturaleza única de las partículas cuánticas. Una vez medidos, pierden sus características inusuales, que hacen que una red cuántica de escala sea extremadamente difícil.
“Las redes generales miden los datos para llevarlos al destino final”, dijo Robert Broberg, un estudiante de doctorado y asistente de papel de ESE. “Con las auténticas redes cuánticas no puede hacer esto, porque las partículas se miden por el estado cuántico”
Señales de coordinación y cuántica
Para obtener esta barrera, el equipo creó regularmente “Q-chip” (“Internet híbrido clásico cuántico” para ajustar las señales “clásicas” hechas de corrientes de luz y partículas cuánticas “. La señal clásica viaja justo al frente de la señal cuántica”, el estudiante doctoral de MSE Ichi Jang y el primer autor del documento dice “. Nos permite medir la señal clásica para mantener nuestra señal de cantidad de Quantum intacto” “.
En pocas palabras, el nuevo sistema funciona como un ferrocarril, con locomotoras de luz regulares con carga cuántica. Los títulos “clásicos” actúan como el motor del tren, mientras que los datos cuánticos se remontan al contenedor sellado “, dice Jang.” No se puede abrir el contenedor sin destruir lo que hay dentro, pero el motor confirma que todo el tren ha alcanzado a dónde ir “.
Todo el sistema puede seguir el mismo “IP” o “Protocolo de Internet” que opera el tráfico de Internet de hoy a medida que se puede medir el título clásico. “Tenemos información cuántica integrada en el marco IP familiar en el marco IP familiar, y que un Internet cuántico puede literalmente hablar el mismo idioma que el clásico”, dijo Jang. “La clave para escalar utilizando esa compatibilidad de infraestructura existente”
Tecnología cuántica adaptada al mundo real
Uno de los mayores desafíos para la infección de las partículas cuánticas en la infraestructura comercial es la variabilidad de la línea de transmisión del mundo real. A diferencia del entorno de laboratorio, que puede mantener la situación ideal, las redes comerciales a menudo enfrentan un cambio de temperatura, gracias al clima, así como a actividades humanas como la construcción y el transporte, sin mencionar la actividad de los terremotos.
Para luchar contra él, los investigadores han creado un método de renovación de error que aprovecha el hecho de que la interferencia en el título clásico afectará el mismo tipo de señal cuántica. “Debido a que podemos medir la señal clásica sin dañar la cuántica”, dijo Fang, “podemos adivinar qué debe arreglarse el estado cuántico en la señal cuántica”.
En la prueba, el sistema mantuvo la infección por encima del 97%, lo que demuestra que podría superar el sonido y la inestabilidad que generalmente destruyen las señales cuánticas fuera del laboratorio. Y dado que el chip está hecho de silicona hecha de silicona y técnicas establecidas, se puede producir, lo que hace que sea más fácil escalar el nuevo enfoque.
“Solo hay un servidor y un nodo en nuestra red, uniendo dos edificios, aproximadamente un kilómetro de fibra óptica simplemente instalado por Verizon en ellos”, dice Fang. “Pero lo que debe hacer para expandir la red es fabricar más chips y adjuntarlos a los cables de fibra óptica existentes de Filadelfia”.
Quantum es el futuro de Internet
El principal obstáculo para escalar redes cuánticas más allá de la región metropolitana es que las señales cuánticas aún no pueden ser de ancho.
Aunque algunos equipos han demostrado que “claves cuánticas”, los códigos especiales para la comunicación con nombre de Uttar pueden viajar largas distancias que las fibras ordinarias, esos sistemas usan una iluminación más débil consistente para crear números aleatorios que no se pueden copiar, una técnica que es extremadamente efectiva para aplicaciones de seguridad, no lo suficiente para vincular procesadores cuantos reales.
Se necesitarán nuevos dispositivos para superar este desafío, pero el estudio de PEN proporciona un paso inicial importante: muestra cómo un chip puede ejecutar señales cuánticas en las fibras comerciales existentes utilizando los mismos protocolos que operan las redes de hoy en día utilizando el enrutamiento de paquetes de internet, conmutación dinámica y defectos en chip.
Broberg dijo: “Se sintió como los primeros días de Internet clásico en los años sesenta, cuando las universidades conectaron por primera vez sus redes”, dijo Broberg. “Abrió la puerta a las conversiones que nadie podía predecir. Un Internet cuántico tiene la misma posibilidad”.
Este estudio se realizó en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Pensilvania y fue la Fundación Gordon y Betty Moore (GBMF 12960 y DOI 10.37807), Oficina de Investigación Naval (N1014-23-1-2882), National Science Foundation (DMR-253336823282), Fundación Nacional de Ciencias (DMR-23333682). -23233233668) fue apoyado por (ANHC -54-93).
Los coautores adicionales incluyen a Alan Zhu, Gushi Li y Jonathan Smith en la Universidad de Pensilvania y Lee GG de la Universidad de Nueva York.
