Het kwantuminternet, die deeltjes met elkaar verbindt door het principe van kwantumverstrengeling, is als de begindagen van het klassieke internet - niemand kan zich nog voorstellen wat voor gebruik het zou kunnen hebben, volgens professor Ronald Hanson, van de Technische Universiteit Delft, Nederland, wiens team als eerste bewees dat het fenomeen erachter echt was.

Je staat erom bekend dat je bewijst dat kwantumverstrengeling echt is, wanneer, in 2015, je verbond twee deeltjes die 1,3 kilometer van elkaar verwijderd waren. Maar het belangrijkste doel van je werk is altijd geweest om verstrengelde deeltjes te verbinden tot een 'kwantuminternet'. Waartoe zou zo'n netwerk ons ​​in staat kunnen stellen?

Een van de dingen die we zouden kunnen doen, is een sleutel genereren om berichten te coderen met behulp van het kwantuminternet. De beveiliging van die sleutel zou nu gebaseerd zijn op deze eigenschap van verstrengeling, en dit zijn in feite de eigenschappen van de wetten van de fysica.

U krijgt een communicatiemiddel waarvan de veiligheid wordt gegarandeerd door fysieke wetten in plaats van (door) aannames dat niemand uw code kan hacken.

Dat is waarschijnlijk de eerste echte toepassing, maar er zijn er veel, veel meer toepassingen waar mensen over nadenken waar dit idee van verstrengeling, deze onzichtbare schakel op afstand, zou eigenlijk nuttig kunnen zijn. Bijvoorbeeld, mensen hebben berekend dat je de basislijn van telescopen kunt vergroten door kwantumverstrengeling te gebruiken. Dus, twee telescopen die vrij ver van elkaar verwijderd zijn, zouden een betere precisie kunnen hebben dan elk afzonderlijk. Je zou je kunnen voorstellen dat je dit kwantuminternet zou gebruiken om verstrengeling te creëren tussen atoomklokken op verschillende locaties over de hele wereld, en dit zou de nauwkeurigheid van de lokale tijdwaarneming vergroten.

Dus het kwantuminternet is vooral een hulpmiddel voor encryptie?

Er is nog geen quantum-internet. En als je terugdenkt aan de tijd dat mensen het klassieke internet ontwikkelden, Ik denk niet dat iemand echt heeft nagedacht over de toepassingen waarvoor we het nu gebruiken.

De eerste echte gebruikers van internet waren als, "Ok, er is ergens op één plek een grote computer, en ik ben in de andere plaats, en ik wil die computer eigenlijk gebruiken omdat ze erg duur zijn, dus hoe kan ik die computer op afstand gebruiken? We zullen, Ik heb internet nodig om er verbinding mee te maken."

En nu gebruiken we internet op een totaal andere manier. We maken allemaal deel uit van deze enorme wereldwijde informatiesnelweg. En ik denk dat sommige van dezelfde dingen kunnen gebeuren met het kwantuminternet. Het is op dit moment erg moeilijk om je voor te stellen wat we ermee zouden kunnen doen, en ik denk dat het nog moeilijker is dan met het klassieke internet, omdat dit concept van kwantumverstrengeling zo contra-intuïtief is dat het niet gemakkelijk is om je intuïtie te gebruiken om er toepassingen voor te vinden.

Hoe zie je het kwantuminternet? Hoe zouden we het gebruiken?

Met het kwantuminternet kun je wat extra dingen doen, sommige dingen die je niet kunt doen met het normale internet dat we hebben. Maar aan de andere kant, het is ook veel moeilijker te implementeren en veel duurder in termen van gebruik.

dat stel ik me voor, uiteindelijk, wanneer u het grootste deel van de tijd internet gebruikt, je gebruikt het klassieke internet, en als je een extra functie nodig hebt die kwantumverstrengeling vereist, dan gebruik je de parallelle kwantuminfrastructuur die ook op internet staat om de functionaliteit te krijgen die je wilt hebben. Het zal dus geen vervanging zijn voor het klassieke internet, maar het zal iets zijn dat er bovenop wordt toegevoegd.

Terug in 2014, je kondigde aan dat je deeltjes op drie meter afstand met elkaar had verbonden en informatie tussen hen 'teleporteerde'. In welke zin werd deze informatie geteleporteerd?

Kwantumteleportatie is het idee dat kwantumtoestanden - en ze bevatten natuurlijk informatie - aan de ene kant verdwijnen en aan de andere kant weer verschijnen. Wat interessant is, is dat aangezien de informatie niet op een fysieke drager wordt vervoerd, het is niet gecodeerd in een lichtpuls - het reist niet tussen zender en ontvanger, dus het kan niet worden onderschept. De informatie verdwijnt aan de ene kant en komt aan de andere kant weer terug.

Kwantumteleportatie is de meest fundamentele operatie die op het kwantuminternet kan worden uitgevoerd. Om verstrikking over lange afstanden te verspreiden, je teleporteert eigenlijk de verstrengeling van het ene knooppunt naar het andere.

In een klassiek netwerk u verzendt uw datapakket, en daar staat een adres in, en de router leest die informatie af en stuurt deze door naar het volgende knooppunt. Dat willen we niet doen met deze kwantumsignalen. We willen deze kwantumsignalen teleporteren zodat ze niet door de (optische) vezel hoeven; ze verdwijnen aan de ene kant en verschijnen aan de andere kant.

Je werk is gebaseerd op dit gekke concept van verstrengeling. Wat is uw persoonlijke mening over hoe verstrengeling werkt?

Wat ik heb geleerd is om al mijn intuïtie los te laten als ik het heb over kwantumverstrengeling. Elke analogie die je probeert te maken met iets in de wereld dat we om ons heen zien, zal mislukken omdat het een kwantumconcept is en we zien kwantumconcepten niet echt in ons dagelijks leven. Dus ik heb het opgegeven om te proberen een intuïtieve verklaring te krijgen van wat verstrengeling is.