Internetul cuantic „scapă” de cabluri: cercetătorii americani au trimis semnale cuantice prin aer pe 21 de kilometri

Cercetătorii americani au bifat un experiment care pare desprins din viitorul comunicațiilor: au transmis informație cuantică prin aer, fără o conexiune fizică directă între cele două puncte, pe o distanță de aproximativ 21 de kilometri. Demonstrația, realizată în statul New York, este prima de acest tip din Statele Unite și ar putea deschide drumul către rețele cuantice care combină fibra optică, legăturile wireless și, într-o zi, sateliții, scrie Interesting Engineering.

Experimentul a fost realizat de cercetători de la Brookhaven National Laboratory și Stony Brook University și adaugă o componentă fără fir celei mai lungi rețele cuantice din SUA. Aceasta se întinde deja pe aproximativ 259 de kilometri și conectează opt noduri. Diferența majoră este că noua legătură nu transportă semnalul printr-un cablu de fibră, ci trimite fotoni direct prin atmosferă.

Cercetătorii au trimis fotoni pe 21 de kilometri prin aer

În timpul demonstrației desfășurate pe 21 august 2026, echipa de la Stony Brook University a folosit un laser pentru a genera stări cuantice de lumină formate din doar câțiva fotoni. Punctul de plecare a fost Quantum Watchtower, o instalație amplasată pe acoperișul Health Sciences Center al universității.

Fotonii au ieșit dintr-o fibră optică având un miez de numai aproximativ cinci micrometri, mai puțin de o zecime din grosimea unui fir de păr uman. De acolo au traversat 21 de kilometri prin atmosferă până la Quantum Lighthouse, instalația construită de Brookhaven National Laboratory în Upton, New York. La destinație, semnalul a fost detectat și introdus din nou într-o fibră optică extrem de subțire.

Vezi și:

După câte ore de la ultimul pahar te poți urca la volan. Cât timp rămâne alcoolul în sânge și în aerul expirat

Performanța este importantă deoarece dezvoltarea unui internet cuantic nu poate depinde exclusiv de cablurile actuale. Fibra optică poate transporta semnale cuantice pe distanțe mari, dar funcționează optim cu anumite lungimi de undă folosite în telecomunicații. Unele procesoare și dispozitive cuantice operează însă la alte lungimi de undă, ceea ce complică interconectarea lor.

De ce nu poate fi folosit pur și simplu WiFi

Termenul „wireless” poate induce puțin în eroare. Cercetătorii nu au folosit unde radio precum cele utilizate de WiFi sau rețelele mobile. Semnalele radio obișnuite generează prea mult zgomot pentru informația cuantică extrem de fragilă, astfel că oamenii de știință au transmis fotonii folosind o legătură optică prin spațiu liber, cunoscută drept FSO, Free-Space Optical.

Nici transmiterea luminii prin atmosferă nu este simplă. Turbulențele atmosferice pot devia și distorsiona fasciculul, iar pierderea chiar și a unui număr redus de fotoni poate compromite experimentul. Pentru a rezolva problema, echipa a împrumutat tehnologii din astronomie, inclusiv sisteme similare celor folosite de telescoape și optică adaptivă pentru corectarea efectelor atmosferei.

Vezi și:

Sirop de arțar și ochelari de soare într-un computer cuantic? Explicația care face fizica să pară mai puțin complicată

Un nou test pune computerele cuantice la încercare. Cele mai puternice sisteme sunt încă departe de problemele reale

Experimentul a mers însă și mai departe. În teste realizate noaptea, când lumina de fundal este mai redusă, oamenii de știință au transmis și fotoni entanglați. Entanglementul este aceeași proprietate aflată la baza unor experimente de teleportare cuantică: două particule pot avea proprietăți cuantice corelate chiar dacă sunt separate fizic.

Astfel de conexiuni sunt considerate esențiale pentru viitoarele comunicații cuantice, pentru senzori de mare precizie și pentru interconectarea mai multor calculatoare cuantice într-o singură rețea.

Următorul pas ar putea duce rețeaua cuantică până la sateliți

Cercetătorii nu vor să înlocuiască fibra optică. Ideea este construirea unei infrastructuri hibride în care legăturile prin fibră și cele transmise prin atmosferă să funcționeze împreună. O astfel de arhitectură ar putea conecta echipamente aflate în locuri unde instalarea cablurilor este dificilă și ar permite utilizarea unor lungimi de undă mai potrivite pentru anumite procesoare cuantice.

O a treia instalație FSO a fost deja construită la Yale University, în New Haven, Connecticut. Legătura dintre Stony Brook și Yale este încă în dezvoltare, iar atunci când va deveni operațională cercetătorii vor încerca să transmită fotoni entanglați pe aproximativ 48 de kilometri peste Long Island Sound.

Pe termen lung, obiectivul este și mai ambițios: conectarea unor computere cuantice aflate la distanță, astfel încât acestea să poată lucra împreună la probleme prea complexe pentru un singur sistem.

Dincolo de rețelele regionale, cercetătorii vor să testeze transmiterea informației cuantice prin atmosferă către sateliți. Dacă tehnologia poate fi scalată, sateliții ar putea conecta noduri cuantice aflate la mii de kilometri distanță și ar putea duce comunicațiile cuantice în regiuni izolate, unde infrastructura terestră este redusă. Experimentul de 21 de kilometri din New York este încă doar o etapă, dar una care arată că viitorul internet cuantic s-ar putea construi nu doar sub pământ și prin cabluri, ci și direct prin cer.

Se schimbă stimulentul de 1.000 de lei pentru copiii cu dizabilități din București. Cine va primi mai puțin din 2027