Các nhà nghiên cứu tại Đại học York đã gửi thành công thông tin lượng tử không thể hack giữa Ireland và Vương quốc Anh

Lần đầu tiên, một nhóm nghiên cứu tại Đại học York đã thành công gửi thông tin lượng tử không thể hack giữa Ireland và Vương quốc Anh. Sử dụng cơ sở hạ tầng cáp quang siêu thấp có khả năng truyền tải "nhiều terabit" thông tin, các nhà nghiên cứu đã chứng minh cách các qubit photon có thể phủ sóng khoảng cách 224 km giữa Biển Irish. Thành tựu này - bao gồm sự hợp tác của Trung tâm Truyền thông Lượng tử và nhà cung cấp cơ sở hạ tầng euNetworks - đồng thời thiết lập kỷ lục mới cho truyền thông lượng tử dưới biển xa nhất.

Công nghệ lượng tử đôi khi dễ bị cuốn theo các chi tiết của các Đơn vị Xử lý Lượng tử (QPU) mới và mạnh mẽ hơn, hoặc những cách thức mới thông minh để sử dụng kỹ thuật lượng tử để sử dụng thế giới subatomic làm máy tính của chúng ta. Nhưng có lẽ thước đo tốt nhất của một công nghệ nằm ở cách nó thực sự được áp dụng, thay vì lý tưởng hóa; và thực tế là truyền thông lượng tử đã được thử nghiệm trên cơ sở hạ tầng cáp quang thương mại. Và nếu có điều gì chúng ta biết từ thế giới PC của riêng mình, thì đó là khả năng tương thích cũng có thể là chìa khóa.

Truyền thông lượng tử tận dụng lợi thế của đặc tính vướng víu lượng tử - nơi hai qubit được liên kết trên khoảng cách và nơi bạn không thể mô tả một qubit mà không mô tả qubit kia. Tuy nhiên, vấn đề với các trạng thái lượng tử vướng víu là chúng rất dễ thay đổi và dễ bị lỗi - trạng thái hữu ích của chúng có thể bị phá vỡ thông qua bất kỳ sự can thiệp bên ngoài nào, bao gồm cả bất kỳ nỗ lực nào trích xuất dữ liệu từ chúng. Sự bất ổn này là lý do tại sao một qubit đi qua khoảng cách 224 km dưới nước một phần trong cáp quang công nghệ cao lại ấn tượng như vậy. Trở lại năm 2021, truyền thông lượng tử đã được chứng minh trên quãng đường 660 km - nhưng không có thân nước áp suất cao nào trên đường đi.

Nghiên cứu này là một lời nhắc nhở về việc truyền thông lượng tử đã tiến xa như thế nào hướng tới thương mại hóa. Vấn đề cáp có lẽ là một trong những vấn đề ít hơn: Rockabill, có các yếu tố cáp quang được làm từ kính Corning, được lắp đặt vào năm 2019. Vào thời điểm đó, nó thực sự là một trong những loại cáp quang hiện đại và tốt nhất hiện có, nhưng công nghệ kể từ đó đã phát triển. Tuy nhiên, khi xem xét rằng chỉ mất tám tháng để lắp đặt Rockabill, thì có vẻ như cơ sở hạ tầng tương thích với lượng tử sẽ không phải là nút thắt - thực tế là chúng ta đã sử dụng nó cho các mục đích khác. Rockabill là một phần nhỏ trong mạng lưới kết nối cáp quang Super Highway của euNetworks, có nghĩa là cơ sở hạ tầng đã đi trước đường cong lượng tử.

Rất có thể bất kỳ nút thắt nào cũng nằm ở hai đầu của cáp quang, trong lĩnh vực cảm biến, kích thước, độ tin cậy, dễ sản xuất và cuối cùng là chi phí của chúng. “Nhiều công ty và tổ chức lớn quan tâm đến truyền thông lượng tử để bảo mật dữ liệu của họ, nhưng nó có những hạn chế, đặc biệt là về khoảng cách truyền tải”, giáo sư Marco Lucamarini, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết. “Khoảng cách càng xa, thì khả năng mất, hấp thụ hoặc tán xạ photon - các hạt ánh sáng mà chúng ta sử dụng làm chất mang thông tin lượng tử - trong kênh càng cao, điều này làm giảm khả năng thông tin đến đích. Điều này gây ra vấn đề khi các tổ chức cần gửi thông tin kỹ thuật số riêng tư đến các thành phố hoặc quốc gia khác, nơi thách thức bổ sung cũng có thể là một đại dương giữa điểm bắt đầu và kết thúc của thông tin liên lạc.”

Nghiên cứu này là một bước tiến đáng kể trong việc phát triển truyền thông lượng tử thương mại và bảo mật thông tin kỹ thuật số.