Američani zaganjajo omrežja za kvantno komunikacijo

Blizu Chicaga nastaja 48-kilometrska povezava za preizkušanje novega načina deljenja kvantnih šifrirnih ključev, še ena pa ob vzhodni obali ZDA.

Bistvo kvantno-komunikacijskih omrežij so kvantni šifrirni ključi, zapisani s kubiti. Ti so zaradi zakonitosti kvantne fizike občutljivi na opazovanje: kdorkoli skuša prebrati v njih zapisano informacijo, jih obvezno nepopravljivo spremeni in se s tem izda. Tako je v teoriji mogoče napraviti sporazumevanje imuno na prisluškovanje, zaradi česar je področje seveda deležno pozornosti velesil. Potem ko so se Kitajci in Evropejci že pošteno vrgli v razvoj takšne vrste povezav, so se le zbudili tudi v Združenih državah. Univerza v Chicagu je pognala projekt Chicago Quantum Exchange, ki bo na ta način spojil sloviti raziskovalni ustanovi Argonne National Laboratory in Fermilab. Projekt je z več milijoni dolarjev podprlo tudi tamkajšnje ministrstvo za energetiko.

48 kilometrov, kolikor bo vod dolg, je sicer precej malo v primerjavi z rekordnimi kitajskimi, toda Američani imajo v rokavu samosvojega asa. Kjer preostali svet kubite s ključi prenaša v obliki fotonov, se bodo v Chicagu poigravali z rabo kvantne teleportacije. Ključe bodo predstavljali kubiti v trdninski obliki, kot je dopirani diamant, ki bodo stali na vsakem koncu relacije. Fotoni, ki bodo potovali po optičnem kablu, bodo nato služili za kvantno prepletanje obeh koncev - pojav, ko kvantni delci povežejo svoja stanja tako, da sprememba enega avtomatsko spremeni še vse ostale, ne glede na razdaljo med njimi. Način še ni povsem preizkušen, toda na Čikaški univerzi menijo, da imajo dovolj teoretičnih in praktičnih izhodišč, da bo pristop uspešen.

V istem času je glas dvignilo tudi zagonsko podjetje Quantum Xchange, kjer so najavili zakup dobrih osemsto kilometrov dolgega optičnega voda ob vzhodni obali ZDA. Za štart bo komunikacija tekla med New Yorkom in New Jerseyjem ter bo običajne sorte, s fotoni, zaradi česar bodo morali uporabljati vmesne postaje za obnavljanje signala. Svetloba ima namreč problem, da se na daljših razdaljah v vlaknih, kot je sto kilometrov ali več, izgublja, s čimer se kvantni ključ uniči. V klasični optični komunikaciji uporabljamo ojačevalce, ki pa jih v kvantni ni mogoče, ker bi to pomenilo branje kubitov. Vmesne postaje morajo zato informacijo v celoti prebrati in jo spet ponovno zapakirati, pri čemer je seveda za hip občutljiva na vdor. Ravno zato se v Chicagu lotevajo kvantnega prepletanja.