Các nhà khoa học Hà Lan kết nối các thành phố bằng mạng lưới quantum: Ứng dụng thực tế và góc nhìn từ cộng đồng

BigGo Editorial Team
Các nhà khoa học Hà Lan kết nối các thành phố bằng mạng lưới quantum: Ứng dụng thực tế và góc nhìn từ cộng đồng

Một bước đột phá quan trọng trong mạng lưới quantum đã xuất hiện từ Hà Lan, nơi các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc thiết lập kết nối quantum 25 km giữa hai thành phố. Trong khi thành tựu này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong công nghệ truyền thông quantum, cộng đồng khoa học đang tích cực thảo luận về cả những ảnh hưởng trực tiếp và các ứng dụng thực tế tiềm năng.

Thành tựu kỹ thuật và thách thức kỹ thuật

Dự án kéo dài 6-7 năm này là mạng lưới quantum phân tán và triển khai thực tế đầu tiên trên thế giới. Một trong những khía cạnh đáng chú ý nhất là độ chính xác cần thiết cho độ ổn định của đường truyền cáp quang:

Đường truyền cần phải ổn định trong phạm vi bước sóng của các photon (nhỏ hơn một micromet) trên 25 km cáp quang. Thách thức này có thể so sánh với việc giữ khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng không đổi với độ chính xác chỉ vài milimet.

Source

Ứng dụng thực tế và giới hạn

Cuộc thảo luận của cộng đồng tiết lộ một số điểm chính về ứng dụng thực tế của mạng quantum:

  1. Phân phối khóa quantum (QKD) : Mặc dù thường được coi là trường hợp sử dụng chính, một số chuyên gia cho rằng các phương pháp mã hóa cổ điển có thể hiệu quả tương đương.

  2. Lợi ích bảo mật : Mạng quantum mang lại những lợi thế bảo mật độc đáo, đặc biệt là chống lại các cuộc tấn công man-in-the-middle vật lý trên cáp quang. Hệ thống có thể phát hiện được các nỗ lực can thiệp, khác với các phương pháp cổ điển.

  3. Giới hạn truyền thông : Cần lưu ý rằng sự rối quantum không thể được sử dụng để truyền thông nhanh hơn ánh sáng, trái với một số quan niệm phổ biến. Hệ thống vẫn cần các kênh truyền thông cổ điển để sử dụng trong thực tế.

Ý nghĩa tương lai

Sự thành công của dự án này cho thấy tiềm năng của mạng quantum có thể tồn tại song song với cơ sở hạ tầng internet thông thường. Sự hợp tác giữa học viện và các đối tác công nghiệp, bao gồm nhà cung cấp viễn thông KPN, Fraunhofer ILT và các đơn vị khác, gợi ý một con đường phát triển cho việc triển khai thực tế.

Cộng đồng lưu ý rằng mặc dù lợi ích thực tế trước mắt có thể còn hạn chế, nhưng giá trị nghiên cứu là rất đáng kể. Dự án cung cấp nền tảng để khám phá các ứng dụng tính toán quantum phân tán và nâng cao hiểu biết của chúng ta về vật lý cơ bản.

Tiến bộ kỹ thuật

Một nhận xét đáng chú ý từ cộng đồng quang học quantum nhấn mạnh sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ:

Tôi đã làm việc trong lĩnh vực quang học phi tuyến quantum trong thời gian postdoc đầu tiên cách đây 12 năm, và khi đó chúng tôi chỉ có thể mơ ước về hiệu quả chuyển đổi tần số được sử dụng ở đây. Có rất nhiều tiến bộ chỉ trong một thập kỷ, và hầu hết trong số đó thậm chí không được đưa tin.

Source

Việc triển khai này đánh dấu bước chuyển đổi quan trọng từ các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm sang ứng dụng thực tế, mở đường cho các mạng quantum quy mô đô thị trong tương lai.

Source: TU Delft - A rudimentary quantum network link between Dutch cities