Wetenschappers hebben het onlangs voor elkaar gekregen om coherente kwantumberichten over 254 kilometer commerciële optische glasvezel te versturen. Dat is een nieuw wereldrecord voor de kwantumcommunicatie. De onderzoekers gebruikten hiervoor geen cryogene systemen, maar in plaats daarvan een bestaande telecommunicatie-structuur in Duitsland. Ben je benieuwd hoe dit project is opgezet? In dit artikel vertellen we je er alles over!
Een nieuw snelheidsrecord voor glasvezelkabels
Een team van wetenschappers in Duitsland verzond succesvol kwantumberichten over 254 kilometer conventionele glasvezelkabels. Die kabels verbinden de Duitse plaatsen Frankfurt, Kehl en Kirchfeld met elkaar. Dit is de eerste keer dat dit lukte zonder de hulp van kostbare cryogene koelsystemen. Het systeem dat de onderzoekers hiervoor gebruikten, is ontwikkeld door Toshiba Europe. Dit systeem verstuurde tijdens de tests kwantumgecodeerde berichten met een snelheid van 110 bits per seconde. Is dat snel? Jazeker, het is zelfs een recordsnelheid voor de kwantumtechnologie.
Hoe werkt dit revolutionaire systeem?
Maar hoe werkt dit nieuw ontwikkelde systeem dan precies? Toshiba baseerde het op een techniek die we ‘Twin Field Quantum Key Distribution’ noemen. Bij deze techniek sturen twee partijen lichpulsen naar een tussenliggend punt dat de interferentie tussen de twee signalen meet. Deze methode verdubbeld de veilige transmissieafstand op een effectieve manier, zonder dat fysieke bescherming van het centrale knooppunt noodzakelijk is. Dit maakt het uitbreiden van stedelijke kwantumnetwerken een heel stuk eenvoudiger!
Grote afstanden
Het grootste obstakel voor kwantumcommunicatie het behouden van coherentie van kwantumtoestanden over grote afstanden. Nogal lastig, want dit is vergelijkbaar met iemand een geheim toefluisteren tijdens een fikse onweersbui. Toch is het deze Duitse wetenschappers gelukt. Dankzij innovatieve fasestabilisatietechnieken kregen ze het voor elkaar om de coherentie over honderden kilometers aan glasvezelkabels te behouden. Een succesvol bewijs van het concept dat de wetenschappers neer hebben gezet, dus. Daarmee leggen ze een begin aan de weg naar een onbreekbaar ‘kwantuminternet’. Het betekent namelijk dat quantumcommunicatie geïntegreerd kan worden via de glasvezelkabels die al in al onze steden zijn aangelegd. Er zijn dus geen geheel nieuwe netwerken nodig, men kan gewoon de bestaande infrastructuur gebruiken. Zo zou deze techniek veel sneller wereldwijd toegepast kunnen worden.