Forscher zeigen das fehlende Glied für ein Quanten-Internet

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Auf dem Weg zu einem unhackbaren Quanten-Internet

Ein Quanten-Internet könnte genutzt werden, um unhackbare Nachrichten zu senden, die Genauigkeit von GPS zu verbessern und wolkenbasierte Quantencomputer zu ermöglichen. Seit mehr als zwanzig Jahren sind die Träume von der Schaffung eines solchen Quantennetzes weitgehend unerreichbar geblieben, weil es schwierig ist, Quantensignale über große Entfernungen verlustfrei zu senden.

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Jetzt haben Harvard- und MIT-Forscher einen Weg gefunden, den Signalverlust mit einem Prototyp eines Quantenknotens zu korrigieren, der Bits von Quanteninformation auffangen, speichern und verschränken kann. Die Forschung ist das fehlende Bindeglied zu einem praktischen Quanten-Internet und ein großer Schritt vorwärts in der Entwicklung von Quanten-Fernnetzen.

“Diese Demonstration ist ein konzeptioneller Durchbruch, der die größtmögliche Reichweite von Quantennetzwerken erweitern und möglicherweise viele neue Anwendungen in einer Weise ermöglichen könnte, die mit bestehenden Technologien nicht möglich ist”, sagte Michail Lukin, der George Vasmer Leverett Professor für Physik und Co-Direktor der Harvard Quanteninitiative. Dies ist die Verwirklichung eines Ziels, das von unserer Gemeinschaft der Quantenwissenschaft und -technik seit mehr als zwei Jahrzehnten verfolgt wird”.

Die Forschung wird in Nature veröffentlicht.

Jede Form der Kommunikationstechnologie – vom ersten Telegrafen bis zum heutigen Glasfaser-Internet – musste sich mit der Tatsache auseinandersetzen, dass die Signale bei der Übertragung über Entfernungen abnehmen und verloren gehen. Die ersten Repeater, die Signale empfangen und verstärken, um diesen Verlust auszugleichen, wurden Mitte der 1800er Jahre entwickelt, um schwindende Drahttelegraphensignale zu verstärken. Zweihundert Jahre später sind Repeater ein integraler Bestandteil unserer Fernkommunikationsinfrastruktur.

Wenn Alice in New York Bob in Kalifornien eine Nachricht schicken will, reist die Nachricht in einem klassischen Netzwerk mehr oder weniger geradlinig von Küste zu Küste. Auf dem Weg dorthin durchläuft das Signal Repeater, wo es gelesen, verstärkt und auf Fehler korrigiert wird. Der gesamte Prozess ist an jedem Punkt anfällig für Angriffe.

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