Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης κατάφεραν να αναπτύξουν μια συσκευή που αναφέρεται ως “κβαντικό τύμπανο” και η οποία μπορεί να αλλάξει μια για πάντα το internet, παίζοντας καθοριστικό ρόλο στην κατασκευή ενός νέας γενιάς διαδικτύου που θα χαρακτηρίζεται από πρωτοφανείς ταχύτητες και απόλυτη ασφάλεια.

Ο Mads Bjerregaard Kristensen, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Niels Bohr, περιέγραψε το κβαντικό τύμπανο ως θεμελιώδες για αυτό το διαδίκτυο επόμενης γενιάς. Αναλυτικά, σε μια πρόσφατη δημοσίευση στο Physical Review Letters, η έρευνα υπογραμμίζει τις δυνατότητες της συσκευής στη διατήρηση της ακεραιότητας των κβαντικών δεδομένων, ή “qubits”, σε εκτεταμένες αποστάσεις.

Μια από τις κύριες προκλήσεις στην κβαντική επικοινωνία είναι η ευθραυστότητα των κβαντικών καταστάσεων, οι οποίες μπορούν εύκολα να χάσουν τη συνοχή τους κατά τη διάρκεια μιας μετάδοσης. Συγκεκριμένα, το σημερινό ρεκόρ για την αποστολή qubits σε μεγάλη απόσταση ανήκει στην Κίνα και στην Ρωσία, και είναι περίπου 3.800 χιλιόμετρα, με μόνο τα κλειδιά κρυπτογράφησης να αποστέλλονται ως κβαντικά δεδομένα.

Η τυπική εμβέλεια ενσύρματης μετάδοσης qubit είναι περίπου 1.000 χιλιόμετρα, πριν η απώλεια φωτονίων καταστρέψει εντελώς τα δεδομένα. Τα κβαντικά τύμπανα θα μπορούσαν ενδεχομένως να αντιμετωπίσουν αυτόν τον περιορισμό, επιτρέποντας τη σταθερή κβαντική επικοινωνία σε μεγάλες αποστάσεις.

Πώς λειτουργεί όμως ένα “κβαντικό τύμπανο”; Όπως και τα γνωστά ψηφιακά bits μπορούν να μετατραπούν σχεδόν σε οτιδήποτε (ήχος, βίντεο κ.λπ.), και τα qubits μπορούν επίσης να μετατραπούν σε οτιδήποτε. Ωστόσο, τα qubits απαιτούν ένα επίπεδο ακρίβειας κυριολεκτικά αδιανόητο για τον ανθρώπινο νου, οπότε η μετατροπή qubits χωρίς απώλεια δεδομένων είναι αρκετά δύσκολη. Η συσκευή αυτή αποτελείται από μια κεραμική μεμβράνη του, που μοιάζει με γυαλί και η οποία αποδείχθηκε ικανή να διατηρεί κβαντικές καταστάσεις καθώς δονείται με αποθηκευμένες κβαντικές πληροφορίες. Κατά κάποιον τρόπο αποθηκεύει το φως ως…ήχο. Ένα τέτοιο τύμπανο μπορεί να αποθηκεύσει δεδομένα που αποστέλλονται με φως στις ηχητικές δονήσεις του, και στη συνέχεια να τα προωθήσει με νέες πηγές φωτός όταν χρειαστεί.

Μπορεί, λοιπόν, να αποτελέσει ένα κβαντικό μέσο αποθήκευσης που δεν χάνει δεδομένα και επιτρέπει τη μεταφορά πληροφοριών σε πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις. Μάλιστα, το κβαντικό τύμπανο αντιμετωπίζει συγχρόνως και όλα τα ζητήματα ασφαλείας. Στην περίπτωση που θα μεταφέραμε πληροφορίες μεταξύ κβαντικών υπολογιστών μέσω των παραδοσιακών υποδομών του διαδικτύου, θα έπρεπε να γίνει μετατροπή σε 0 και 1, επομένως τα ίδια κενά ασφαλείας που υπάρχουν στις τωρινές υποδομές θα μπορούν να πλήξουν και τους κβαντικούς υπολογιστές. Με τα κβαντικά τύμπανα δεν υπάρχει αυτή η ανησυχία και υπάρχει θεωρητικά απόλυτη ασφάλεια.

Χωρίς να υπάρχει, λοιπόν, απώλεια δεδομένων και με την εγγύηση της ασφάλειας, μόλις κάναμε ένα πολύ μεγάλο βήμα εμπρός προς την υλοποίηση ενός επόμενης γενιάς “κβαντικού διαδικτύου”.