Mikel Sanz, van de afdeling Fysische Chemie van UPV/EHU, leidt de theoretische groep voor een experiment gepubliceerd door het prestigieuze tijdschrift, Natuurcommunicatie . Het experiment is erin geslaagd een verre kwantumtoestand voor te bereiden; d.w.z., absoluut veilige communicatie tot stand is gebracht met een andere, fysiek gescheiden kwantumcomputer voor het eerst in het microgolfregime. Deze nieuwe technologie kan de komende jaren een revolutie teweegbrengen.

Binnen het grotere Europese project van het Quantum Flagship, onder leiding van Mikel Sanz - onderzoeker van de QUTIS-groep van de afdeling Fysische Chemie van UPV/EHU - is een experiment uitgevoerd in samenwerking met Duitse en Japanse onderzoekers die erin zijn geslaagd een protocol te ontwikkelen voor het voorbereiden van een externe kwantumtoestand terwijl communicatie in de magnetron wordt uitgevoerd regime, "wat de frequentie is waarop alle kwantumcomputers werken. Dit is de eerste keer dat de mogelijkheid om dit in dit bereik te doen is onderzocht, die de komende jaren een revolutie teweeg kunnen brengen op het gebied van veilige kwantumcommunicatie en kwantummicrogolfradars, ’, constateert hoofdonderzoeker in dit project Mikel Sanz.

De voorbereiding van een verre kwantumtoestand (bekend als voorbereiding op afstand) is gebaseerd op het fenomeen van kwantumverstrengeling, waar sets van verstrengelde deeltjes hun individualiteit verliezen en zich gedragen als afzonderlijke entiteiten, zelfs als ze ruimtelijk gescheiden zijn. "Dus, als twee computers deze kwantumcorrelatie delen, het uitvoeren van bewerkingen op slechts een van hen kan de andere beïnvloeden. Absoluut veilige communicatie kan worden bereikt, ' legt Sanz uit.

Onderzoek naar dit remote-protocol voor de voorbereiding van kwantumtoestanden begon zo'n 20 jaar geleden, maar tot op heden communicatie was altijd gemaakt over golven van het zichtbare bereik. "Dit komt omdat werk in dit bereik bij kamertemperatuur kan worden gedaan, aangezien de thermische straling van lichamen, door het loutere feit dat ze op kamertemperatuur zijn, is extreem laag in het optische bereik, zodat interferenties nauwelijks bestaan ​​in dergelijke communicatie, " legt de onderzoeker uit. "Echter, in het microgolfregime, miljarden, biljoenen fotonen bij kamertemperatuur worden gegenereerd, die kwantumeigenschappen vernietigen, om al die interferentie te vermijden, deze experimenten moeten worden uitgevoerd bij bijna absolute nultemperaturen (0,05 Kelvin), om de straling van lichamen tot het maximum te beperken en communicatie effectief te maken".

Na veel werk aan de ontwikkeling van deze technologie om de experimenten uit te voeren, het team slaagde erin een verre kwantumtoestand voor te bereiden over een afstand van 35 centimeter. "Dit heeft gediend als concepttest, ook wel bekend als proof of principle, een eerste stap om te weten dat het mogelijk is om deze technologie verder te ontwikkelen. Echter, wij geloven dat dit een zeer belangrijke eerste stap is die een revolutie teweeg kan brengen in het volgende decennium", Dr. Sanz onderstreept.

De onderzoeker wijst op twee terreinen waar deze revolutie zou kunnen plaatsvinden:"aan de ene kant, kwantumcommunicatie of cryptografie, aangezien dit absoluut veilig zou zijn, en het niet hoeven wijzigen van de frequentie naar het optische bereik (zoals tegenwoordig gebeurt) zou veel verliezen in deze communicatie voorkomen. En aan de andere kant, ultranauwkeurige kwantummetrologie en kwantumradars. De verschillende radartoepassingen zijn gebaseerd op objectdetectie, en deze detectie gebeurt in de magnetron; en aangezien er apparaten zoals drones zijn die steeds kleiner worden, radars moeten steeds meer capaciteit hebben om ze te detecteren, om te weten waar ze zijn. De technologie die we aan het ontwikkelen zijn, kan daarbij enorm helpen."

Deze en vele andere toepassingen waartoe deze technologie in staat is, kunnen niet worden bedacht bij temperaturen die zo laag zijn als die waarin ze momenteel werkt, zodat "een van de doelstellingen van het project is om te proberen deze technologie bij kamertemperatuur te laten werken. wat we zoeken is om deze technologie naar commerciële producten te brengen, ’, besluit Sanz.