Technologie kwantowe powoli stają się rzeczywistością. Mogą zastąpić GPS

Fizyka kwantowa otwiera drzwi do świata niespotykanych możliwości, a naukowcy prześcigają się w poszukiwaniu jej praktycznego zastosowania. Wygląda na to, że obszary, w których technologie kwantowe wkrótce zapiszą się w historii, to internet, ale także nawigacja.

Internet kwantowy: Niehakowalna sieć przyszłości?

Wyobraźcie sobie internet, który jest praktycznie niehakowalny i otwiera drzwi do świata niespotykanej mocy obliczeniowej. Taki jest obietnica koncepcji kwantowego internetu, która powoli, ale pewnie staje się rzeczywistością.

Naukowcy z Uniwersytetu Leibniza w Hanowerze przeprowadzili eksperyment, który może oznaczać przełom w łączeniu technologii kwantowych z istniejącą infrastrukturą internetową. Udało im się bowiem przesłać informację kwantową i klasyczne dane w postaci zer i jedynek przez jedno światłowodowe włókno.

Kluczem do sukcesu jest wykorzystanie specjalnej techniki, która pozwala przesunąć fazę sygnałów w światłowodzie. Dzięki temu dane kwantowe i klasyczne znajdują się na tym samym kanale częstotliwości, nie wpływając na siebie wzajemnie.

Chociaż ten eksperyment jest znaczącym krokiem naprzód, internet kwantowy nadal napotyka wyzwania. Naukowcy próbują na przykład wydłużyć odległość, na którą można przesłać informację kwantową bez strat, oraz szukają sposobów na zarządzanie ruchem w istniejących już sieciach.

Kwantowe kompasy: Pożegnanie z GPS?

Nawigacja bez GPS? To także może wkrótce stać się rzeczywistością, dzięki kompasom kwantowym. Te urządzenia wykorzystują zjawiska kwantowe do określania pozycji i obiecują niezależność od satelitów.

Badacze z Sandia National Laboratory osiągnęli znaczny postęp w miniaturyzacji systemu laserowego, który jest niezbędny do działania kompasu kwantowego. Udało im się zmniejszyć system o wielkości lodówki do miniaturowego chipu.

Kompasy kwantowe działają na zasadzie interferometrii atomowej. Wykorzystuje ona właściwości falowe atomów do mierzenia przyspieszenia, rotacji i prędkości kątowej. Te wielkości pozwalają następnie określić pozycję bez konieczności komunikacji z satelitami.

Chociaż miniaturowe kompasy kwantowe nie są jeszcze gotowe do masowej produkcji, naukowcy się nie poddają. Pracują nad zmniejszeniem innych komponentów i ich integracją w jednym chipie. W przyszłości kompas kwantowy może znaleźć zastosowanie w miejscach, gdzie GPS jest niedostępny, na przykład w gęsto zabudowanych miastach lub nawet pod wodą.