Sekiranya ada kemungkinan untuk membuat 'internet kuantum' yang sangat selamat dan sangat pantas, maka foton yang terjerat kuantum sangat penting untuknya – dan para saintis baru sahaja menemui kaedah baru yang sangat berguna untuk menjana mereka.
Ikatan kuantum adalah fenomena di mana dua zarah (seperti foton) saling berkaitan antara satu sama lain, tanpa mengira jarak fizikal di antara mereka. Sekiranya sesuatu berlaku pada salah satu zarah, sesuatu mesti berlaku pada yang lain.
Walaupun ahli fizik masih belum memahami sepenuhnya bagaimana keterlibatan berlaku, fenomena ini membuka kemungkinan komunikasi jarak jauh dengan daya kuantum – di mana pergeseran zarah-zarah di satu tempat menyebabkan pergeseran zarah-zarah yang terjerat dalam jarak yang sangat jauh.
Kajian khusus ini menunjukkan bahawa foton terjerat kuantum digunakan sebagai taburan kunci kuantum (QKD), sejenis Internet kuantum tahap rendah, di mana data klasik dalam bentuk satu dan nol memperoleh lapisan privasi dan keselamatan tambahan melalui fizik kuantum.
Sehingga kini, foton yang terjerat yang digunakan untuk kaedah penyulitan ini telah terbatas pada jarak gelombang inframerah dekat 700 hingga 1550 nm, menjadikannya rentan terhadap gangguan dari gas yang menyerap cahaya dan radiasi matahari.
Dengan kata lain, sambungan data hanya berfungsi pada waktu malam: tidak sesuai untuk infrastruktur Internet yang kononnya akan datang.
Penyelidikan baru menunjukkan bagaimana menghasilkan dan mengesan foton yang terjerat pada panjang gelombang 2.1 mikrometer yang terlindung dari gangguan tersebut. Hasil akhirnya adalah saluran komunikasi yang jauh lebih dipercayai dan stabil.
“Kami telah menunjukkan bahawa pasangan foton yang terjerat polarisasi dapat dihasilkan, dikendalikan dan dikesan menggunakan pendekatan kami,” tulis para penyelidik dalam makalah yang diterbitkan mereka.
“Karya ini menyediakan platform baru untuk optik kuantum dan membuka jalan bagi aplikasi teknologi untuk penginderaan kuantum dan komunikasi selamat kuantum jarak jauh dalam mod panjang gelombang ini.”
Untuk mencapainya, para penyelidik menggunakan kristal lithium niobate nonlinear: pasangan foton yang terjerat diciptakan menggunakan denyutan cahaya ultra pendek dari laser yang ditujukan kepada kristal.
Quantum Internet, jika kita dapat mengetahui cara membuatnya, berjanji akan berkali-kali lebih hebat, lebih selamat, dan lebih peribadi daripada apa pun yang kita ada sekarang. Sebagai contoh, sebarang percubaan penggodaman akan memutuskan hubungan dengan segera – jaringan keselamatan yang baik.
Kami masih jauh dari merealisasikan impian ini – dari jarak jauh, dalam kestabilan, dalam kepraktisan – tetapi inovasi seperti ini terus membawa kita lebih dekat dan mengubah pengkomputeran kuantum dari hipotesis menjadi kenyataan.
“Langkah penting berikutnya adalah meminimumkan sistem ini dengan mengubahnya menjadi peranti fotonik bersepadu, menjadikannya sesuai untuk pengeluaran besar-besaran dan untuk digunakan dalam senario terpakai yang lain,” kata ahli fizik kuantum Michael Kues dari University of Hannover. Leibniz di Jerman.
Kajian itu diterbitkan dalam jurnal Science Advances.
