טכנולוגיה: 'אינטרנט קוונטי' קרוב יותר למציאות עם התקדמות בתחום טלפורטציה של נתונים  

תוך שימוש בכוחות המסתוריים של מכניקת הקוונטים, הטכנולוגיה תבצע משימות תוך דקות שאפילו מחשבי-על לא הצליחו לבצע במשך אלפי שנים. בסתיו 2019, גוגל חשפה מחשב קוונטי ניסיוני המראה שזה אפשרי. שנתיים לאחר מכן, מעבדה בסין עשתה את אותו הדבר.

אבל המחשוב הקוונטי לא יוכל לממש את הפוטנציאל שלו ללא עזרת טכנולוגית נוספת שנקראת "אינטרנט קוונטי", רשת מחשבים שיכולה להעביר מידע קוונטי בין מכונות מרוחקות.

באוניברסיטת דלפט לטכנולוגיה בהולנד, קבוצה של פיזיקאים עשתה צעד משמעותי לעבר רשת המחשבים של העתיד, תוך שימוש בטכניקה הנקראת טלפורטציה קוונטית כדי לשלוח נתונים לשלושה מיקומים פיזיים. בעבר זה היה אפשרי רק עם שניים.

הניסוי החדש הראה שמדענים יכולים למתוח את הרשת הקוונטית ליותר ויותר אתרים. "עכשיו אנחנו בונים רשתות קוונטיות קטנות במעבדה", אמר רונלד הנסון, פיזיקאי מדלפט שמפקח על הצוות. "אבל הרעיון הוא לבנות בסופו של דבר אינטרנט קוונטי."

המחקר שלהם, שהוצג השבוע במאמר שפורסם בכתב העת המדעי Nature, מדגים את כוחה של תופעה שפעם אלברט איינשטיין חשב לבלתי אפשרית. טלפורטציה קוונטית - מה שהוא כינה "פעולה מפחידה מרחוק" - יכולה להעביר מידע בין מקומות מבלי להזיז בפועל את החומר הפיזי שמחזיק אותו.

לטכנולוגיה זו יש פוטנציאל לחולל מהפכה בדרך העברת הנתונים ממקום למקום. הוא מבוסס על למעלה ממאה שנה של מחקר על מכניקת הקוונטים, תחום הפיזיקה השולט בתחום התת-אטומי ומתנהג אחרת מכל דבר שאנו פוגשים בחיי היומיום. טלפורטציה קוונטית לא רק מעבירה נתונים בין מחשבים קוונטיים, אלא עושה זאת בצורה כזו שאף אחד לא יכול ליירט אותם.

מחשב קוונטי מנצל את ההתנהגות המוזרה של אובייקטים מסוימים אם הם קטנים מאוד (כמו אלקטרון או חלקיק אור) או קרים מאוד (כמו מתכת אקזוטית שהתקררה עד לאפס מוחלט או מינוס 460 מעלות פרנהייט). במצבים אלה, אובייקט אחד יכול להתנהג בו-זמנית כשני אובייקטים נפרדים.

מחשבים מסורתיים מבצעים חישובים על ידי עיבוד "סיביות" של מידע, כאשר כל סיביות מכילות 1 או 0. באמצעות ההתנהגות המוזרה של מכניקת הקוונטים, סיביות קוונטים או קיוביט יכולים לאחסן שילוב של 1 ו-0 - קצת כמו מטבע מסתובב שמכיל את האפשרות שהוא יראה ''עץ'' או ''פאלי'' (Heads and Tails) כאשר הוא סוף סוף נוחת על השולחן.

זה אומר ששני קיוביטים יכולים לאחסן ארבעה ערכים בו זמנית, שלושה קיוביטים יכולים לאחסן שמונה, ארבעה יכולים לאחסן 16 וכן הלאה. ככל שמספר הקיוביטים גדל, מחשב קוונטי נעשה חזק יותר באופן אקספוננציאלי.

החוקרים מאמינים שמכשירים אלו יוכלו יום אחד לזרז את יצירתן של תרופות חדשות, להאיץ את הפיתוח של בינה מלאכותית ולשבור את ההצפנה המגנה על מחשבים החיוניים לביטחון הלאומי. ברחבי העולם, ממשלות, מעבדות אקדמיות, סטארט-אפים וענקיות טכנולוגיה מוציאות מיליארדי דולרים בחקירת הטכנולוגיה הזו.

בשנת 2019, גוגל הודיעה שהמכונה שלה השיגה את מה שמדענים מכנים "עליונות קוונטית", כלומר היא יכולה לבצע משימה ניסיונית שהיא בלתי אפשרית עם מחשבים מסורתיים. אבל רוב המומחים מאמינים שיעברו לפחות עוד כמה שנים עד שמחשב קוונטי באמת יוכל לעשות משהו שימושי שאינך יכול לעשות עם מכונה אחרת.

חלק מהבעיה הוא שהקיוביט נשבר או "מתפרק" (decoheres) אם קוראים ממנו מידע - הוא הופך לביט רגיל שיכול לאחסן רק 0 או 1, אבל לא את שניהם. אבל על ידי חיבור קיוביטים רבים יחד ופיתוח דרכים להגנה מפני "התפרקטת", מדענים מקווים ליצור מכונות חזקות ומעשיות כאחד.

בסופו של דבר, באופן אידיאלי, הם צריכים להיות מחוברים ברשתות שיכולות להעביר מידע בין צמתים, מה שמאפשר להשתמש בהם מכל מקום, בדומה לאופן שבו שירותי מחשוב ענן מגוגל ואמזון הופכים את כוח המחשוב לזמין באופן נרחב כיום.

אבל זה בא עם בעיות משלו. בין השאר בגלל חוסר קוהרנטיות, מידע קוונטי לא יכול להיות פשוט להעתיק ולשלוח דרך רשת מסורתית. האלטרנטיבה היא טלפורטציה קוונטית.

למרות שהוא לא יכול להעביר אובייקטים ממקום למקום, הוא יכול להעביר מידע באמצעות תכונה קוונטית הנקראת "הסתבכות" (entanglement): שינוי במצב של מערכת קוונטית אחת משפיע באופן מיידי על מצבה של מערכת אחרת, רחוקה. מערכות מסובכות אלו יכולות להיות אלקטרונים, חלקיקי אור או עצמים אחרים.

בהולנד, ד"ר הנסון וצוותו השתמשו במה שנקרא מרכז ריקון חנקן, חלל ריק זעיר ביהלום סינטטי שבו ניתן ללכוד אלקטרונים.

https://timetotimes.com/quantum-internet-inches-closer-with-advance-in-data-teleportation/