Un'internet quantistica potrebbe benissimo essere la prima tecnologia dell'informazione quantistica a diventare realtà. Ricercatori presso QuTech a Delft, Paesi Bassi, ha pubblicato oggi una guida completa verso questo obiettivo in Scienza . Descrive sei fasi, a partire da semplici reti di qubit che potrebbero già consentire comunicazioni quantistiche sicure, una fase che potrebbe diventare realtà nel prossimo futuro. Lo sviluppo si conclude con reti di computer quantistici completamente connessi quantisticamente. In ogni fase, diventano disponibili nuove applicazioni come la sincronizzazione dell'orologio estremamente accurata o l'integrazione di diversi telescopi sulla Terra in un super-telescopio virtuale. Questo lavoro crea un linguaggio comune che unisce il campo altamente interdisciplinare delle reti quantistiche per realizzare il sogno di un'internet quantistica mondiale.

Un Internet quantistico rivoluzionerà la tecnologia della comunicazione sfruttando fenomeni della fisica quantistica come l'entanglement. I ricercatori stanno lavorando a una tecnologia che consenta la trasmissione di bit quantistici tra due punti qualsiasi sulla Terra. Tali bit quantistici possono essere zero e uno allo stesso tempo, e possono essere impigliati:i loro destini vengono uniti in modo tale che un'operazione su uno dei qubit influenzi istantaneamente lo stato dell'altro.

Questo porta due caratteristiche che sono dimostrabilmente fuori dalla portata di Internet che conosciamo oggi. Il primo è che l'entanglement consente un migliore coordinamento tra siti distanti. Questo lo rende estremamente adatto per compiti come la sincronizzazione dell'orologio o il collegamento di telescopi distanti per ottenere immagini migliori. Il secondo è che l'entanglement è intrinsecamente sicuro. Se due bit quantistici sono massimamente entangled, allora nient'altro nell'universo può avere alcuna parte in quell'intreccio. Questa caratteristica rende l'entanglement particolarmente adatto per applicazioni che richiedono sicurezza e privacy.

Molte altre applicazioni di una Internet quantistica sono già note, ed è probabile che se ne scoprano altri quando le prime reti saranno online. Ricercatori di QuTech, una collaborazione tra la Delft University of Technology e l'organizzazione olandese per la ricerca scientifica applicata TNO ha ora stabilito le fasi dello sviluppo di Internet quantistico caratterizzato da capacità tecnologiche e applicazioni corrispondenti.

Lo stadio più basso di una vera rete quantistica, una rete di preparazione e misurazione, consente la consegna end-to-end di bit quantistici tra due nodi di rete qualsiasi, un bit quantico alla volta. Questo è già sufficiente per supportare molte applicazioni crittografiche di una rete quantistica. Lo stadio più alto è l'obiettivo a lungo termine di connettere grandi computer quantistici su cui possono essere eseguite applicazioni quantistiche arbitrarie.

Oltre a fornire una guida per un ulteriore sviluppo, il lavoro pone sfide sia agli sforzi ingegneristici che allo sviluppo di applicazioni. "Da una parte, vorremmo costruire fasi sempre più avanzate di tali in rete", dice Stephanie Wehner, autore principale dell'opera, "D'altra parte, Gli sviluppatori di software quantistico sono chiamati a ridurre i requisiti dei protocolli applicativi in ​​modo che possano essere realizzati già con le capacità tecnologiche più modeste di uno stadio inferiore." Il coautore Ronald Hanson aggiunge:"Questo lavoro stabilisce un linguaggio comune tanto necessario tra i campo interdisciplinare delle reti quantistiche che abbraccia la fisica, informatica e ingegneria”.

Le prime vere reti quantistiche, consentendo la trasmissione end-to-end di bit quantistici, dovrebbero essere realizzati nei prossimi anni, annunciando l'alba di un Internet quantistico su larga scala.