Quanten-Computing schreitet nach und nach weiter voran. Quantencomputer ermöglichen Berechnungen, die mit heutigen Computern undenkbar sind, obwohl sie aufgrund ihrer technischen und temperaturbedingten Anforderungen in Häusern nur schwer zu sehen sein werden. Quantenkommunikation könnte jedoch in Zukunft etwas sein, das uns allen Spaß macht, und Toshiba hat gerade eine interessante Innovation geschaffen durch Glasfaseroptik das bringt uns noch näher daran.
Computer und traditionelle Kommunikation codieren Informationen in Bits, entweder Einsen oder Nullen. Im Computer und Quantenkommunikation , Qubits oder Quantenbits verwendet, die gleichzeitig Nullen und Einsen sein können. Dies ermöglicht eine exponentielle Erhöhung der Verarbeitungskapazität, wodurch Probleme gelöst werden können, die derzeit unmöglich sind.
Im vergangenen Jahr gelang beispielsweise einem chinesischen Quantencomputer eine Berechnung in calculation 200 Sekunden wofür es gebraucht hätte 2.5 Milliarden Jahre mit einem herkömmlichen Computer. Diese Gerätetypen sind jedoch sehr empfindlich gegenüber Vibrationen oder kleinen Temperaturänderungen, die Ihre Daten verderben können. Dies erschwert die Übertragung des Signals über große Entfernungen, da es leichter abgebaut wird.
Quantenkommunikation über Glasfaserkabel
Glücklicherweise haben Toshiba-Forscher eine Möglichkeit gefunden, diese Art von Signalen mit Glasfaserkabeln über große Entfernungen zu senden. Dazu haben sie eine neue Dualband-Stabilisierungstechnologie entwickelt, die zwei optische Referenzsignale zusammen mit dem Qubits selbst, codiert als Phasenverzögerung eines schwachen optischen Impulses.
Das erste Referenzsignal hat eine Wellenlänge, die durch die Umgebung verursachte Schwankungen ausgleichen soll, während das zweite die gleiche Wellenlänge wie die Qubits hat und zur Steuerung der Phase des Lichts verwendet wird. Dank dessen gelang es ihnen, das Quantensignal bei nur zehn Nanometern konstant zu halten, wodurch das Quanteninternet in einer Entfernung von mehr als 600 Kilometer Glasfaser .
Diese Distanz zu erreichen bedeutet den vorherigen Rekord mit sechs multiplizieren , obwohl es nicht der absolute Rekord ist, da Satellitenübertragungen über 1,200 Kilometer durchgeführt wurden. Ein Internet der Zukunft mit ultraschneller Kommunikation erfordert jedoch eine Kombination aus Glasfaser und Satellit, daher sind dies gute Nachrichten für beide.
QKD: Verschlüsselung für Nachrichten, die nicht ausspioniert werden können
Das Team sagt, dass der erste Einsatz dieser Technologie wahrscheinlich für Quantenschlüsselverteilung (QKD) , eine Verschlüsselungstechnik, die sich eine der wichtigsten Grundlagen der Quantenphysik zunutze macht: Wenn sich jemand den Inhalt oder den Schlüssel zur Kommunikation ansieht, ändert er sich. Aus diesem Grund wäre es für einen Angreifer nutzlos, sich Zugang zu den Informationen zu verschaffen, zusätzlich dazu, dass die Behörden den Versuch des Zugriffs auf die Informationen erkennen könnten.
Aufgrund der Instabilität von Quantensignalen über große Entfernungen wurde diese Art der sicheren Kommunikation nur in städtischen Gebieten in wenigen Kilometern Entfernung durchgeführt. Mit dieser Innovation wäre es möglich, einzelne Städte Hunderte und sogar Tausende von Kilometern miteinander zu verbinden, ohne Zwischenknoten verwenden zu müssen.
Darüber hinaus würde die Quantenkommunikation einen weiteren Vorteil bieten: dass Latenz wird durch die Quantenverschränkung erheblich reduziert, da zwei voneinander getrennte Teilchen weit verschränkt werden können. Informationen schneller als Lichtgeschwindigkeit zu übertragen, ist derzeit jedoch nicht möglich, und es wird untersucht, ob dies mit Quantenkommunikation möglich wäre.
