Un passo avanti significativo verso la realizzazione di un internet quantistico è stato compiuto dai ricercatori dell'Università della Pennsylvania, che hanno trasmesso con successo segnali quantistici attraverso cavi in fibra ottica esistenti. Questa innovazione permette la trasmissione di dati quantistici utilizzando i protocolli standard di internet, aprendo nuove prospettive per il futuro. Il Professor Liang Feng, figura di spicco nella ricerca, ha sottolineato l'importanza di questo progresso.
A differenza dei precedenti esperimenti di comunicazione quantistica, confinati in laboratori isolati o infrastrutture specializzate, questo nuovo approccio integra i segnali quantistici nelle reti reali. Il team ha sviluppato un chip quantistico specializzato, denominato Q-Chip, in grado di trasmettere dati quantistici insieme a segnali classici sulla stessa fibra ottica, nel rispetto dei protocolli internet standard. I computer quantistici si basano sui qubit, che a differenza dei bit classici possono esistere in più stati contemporaneamente. L'entanglement tra i qubit permette ai dati di rimanere connessi indipendentemente dalla distanza.
Tuttavia, i dati quantistici sono estremamente sensibili e fragili; il loro stato collassa se osservati, portando alla perdita di informazioni. I router internet tradizionali, progettati per pacchetti di dati classici, non sono in grado di gestire dati quantistici senza distruggerli. È qui che interviene il Q-Chip. Il Q-Chip risolve questo problema allegando un "header" classico a ciascun segnale quantistico. Questo header, codificato tramite impulsi laser in fibra ottica, contiene informazioni di routing e temporizzazione. I router leggono questo header per dirigere i dati alla destinazione prevista senza interferire con il segnale quantistico stesso. Di conseguenza, segnali quantistici e classici possono essere trasmessi simultaneamente e in modo sincrono sulla stessa fibra ottica.
Feng ha descritto questa tecnologia come un "passo importante verso la trasmissione di segnali quantistici senza degradazione su infrastrutture esistenti". Il team ha testato il proprio sistema utilizzando una linea in fibra ottica di un chilometro fornita da Verizon. Il segnale quantistico ha reagito al rumore ambientale in modo simile a un segnale classico. In questo scenario, il segnale classico ha aiutato a correggere il segnale corrotto, garantendo che i dati quantistici raggiungessero la destinazione in modo sicuro. Questo test dimostra la fattibilità della trasmissione di dati quantistici in modo compatibile con l'infrastruttura esistente.
Le future fasi del lavoro suggeriscono che la struttura a base di silicio del Q-Chip faciliterà la produzione di massa utilizzando i processi di produzione attuali. Feng ha dichiarato che questa tecnologia rappresenta un passo fondamentale verso il lancio delle fasi iniziali del quantum internet in reti locali e metropolitane. Questo sviluppo è riconosciuto come un passo promettente per il futuro del quantum internet, generando notevole entusiasmo nella comunità scientifica.