Americká společnost Qunnect má za sebou první fázi testování prototypu kvantové internetové sítě GothamQ, který po dobu 15 dní úspěšně běžel pod ulicemi New Yorku. Zkušební provoz by mohl být významným krokem k nové éře síťového připojení.
Unikátní test kvantového internetu probíhal v rámci studie publikované začátkem srpna v časopise PRX Quantum. New York pak představoval ideální prostředí pro provedení experimentu, jednak kvůli počtu obyvatel (a tedy i zařízení připojených k síti), jednak proto, že sídlem společnosti Qunnect je Brooklyn, nejlidnatější obvod města.
Stane se kvantová síť budoucností internetového připojení? Nedávno provedený test společnosti Qunnect naznačuje, že možná ano. Foto: Freepik
Pro chod kvantové sítě jsou klíčové provázané fotony
Vývoji kvantových sítí brání především nedostatečná stabilita tzv. kvantového provázání (z angl. quantum entanglement). Během tohoto jevu dochází k vzájemnému proplétání fotonů do větších skupin, v nichž nelze identifikovat a popsat jednotlivé částice odděleně, ale je nutno o nich uvažovat jako o shluku. V případě kvantových technologií je tento stav nezbytný pro výkonnost a bezpečnost celé sítě, entanglované fotony jsou však extrémně náchylné k poruchám vyvolaným mechanicky (ohýbání spojů či jen silnější vibrace) či termicky (kolísání teplot v optických kabelech). Tyto závady vedou k rychlé degradaci propletených částic a destabilizaci spojení na delší vzdálenosti.
Looking for a fun paper to read over the weekend? How about our latest work on PRX Quantum? 😎https://t.co/Jx9mnnmCIH
— Qunnect, Inc. (@QunnectInc) August 23, 2024
Stabilitu spojení zajišťuje kompenzace polarizace částic
Společnost Qunnect se však s tímto problémem u své sítě GothamQ zvládla vypořádat. Pro testovací provoz totiž využila již stávající optický okruh o délce 34 kilometrů, který osadila zařízeními pro automatickou kompenzaci polarizace, které nepřetržitě monitorují a korigují provázání fotonů v síti, a dokáží tak zmírnit účinky rušivých vlivů prostředí v optických vláknech. Díky tomu má internet využívající tento typ připojení schopnost dlouhodobě pokrýt distribuci v rámci hustě osídlených metropolitních oblastí. Během patnáctidenního provozu tak síť dosáhla provozuschopnosti 99,84 %. Přenos provázaných fotonových párů stabilizovaných pomocí polarizace pak dosáhl stupně integrity okolo 99 %, což znamená, že částice zůstávají vesměs v požadovaném stavu i po průchodu optickou sítí.
Dějištěm experimentu testujícího stabilitu kvantové sítě se stal městský obvod Brooklyn v americkém státě New York. Foto: Se souhlasem Qunnect
Test v rámci newyorské sítě byl úspěšný v mnoha ohledech
Test sítě GothamQ prokázal robustnost použité kvantové sítě i v rámci relativně dlouhodobého provozu, a to v jedné z nejvytíženějších oblastí na světě. Přístroje kompenzující polarizaci částic jsou navíc plně automatizované, a pro svůj chod tak nepotřebují prakticky žádnou obsluhu. Kvantové provázání tak může být skutečně klíčem k novým možnostem komunikace na velké vzdálenosti, jakož i k nové generaci stabilního vysokorychlostního internetu.
