Quanteninternet: Integration in bestehende Netzwerke

PHILADELPHIA / LONDON (IT BOLTWISE) – Ingenieure der University of Pennsylvania haben einen bedeutenden Schritt in Richtung eines Quanteninternets gemacht. Erstmals gelang es ihnen, Quanteninformationen über kommerzielle Glasfaserkabel zu senden, indem sie das gleiche Internetprotokoll nutzten, das auch den klassischen Datenverkehr steuert. Diese Entwicklung könnte die Grundlage für ein zukünftiges Quanteninternet legen, das die Art und Weise, wie wir mit Daten umgehen, revolutionieren könnte.

Die University of Pennsylvania hat einen bedeutenden Fortschritt in der Quantenkommunikation erzielt, indem sie Quanteninformationen über kommerzielle Glasfaserkabel mit dem Standard-Internetprotokoll (IP) übertrug. Diese bahnbrechende Entwicklung könnte den Weg für ein Quanteninternet ebnen, das die digitale Kommunikation grundlegend verändern könnte.

Im Zentrum dieser Innovation steht der sogenannte Q-Chip, der Quanten- und klassische Daten koordiniert und in standardisierte Internetpakete bündelt. Diese Technologie ermöglicht es, Quanteninformationen auf der gleichen Infrastruktur zu übertragen, die auch den alltäglichen Datenverkehr bewältigt. Die Forscher testeten ihre Methode erfolgreich auf dem Glasfasernetz von Verizon.

Ein wesentlicher Aspekt der Quantenkommunikation ist das Phänomen der Quantenverschränkung, bei dem zwei Teilchen so miteinander verbunden sind, dass eine Änderung des einen Teilchens sofort das andere beeinflusst. Diese Eigenschaft könnte es ermöglichen, Quantencomputer miteinander zu vernetzen und ihre Rechenleistung zu bündeln, was zu schnelleren und energieeffizienteren Anwendungen führen könnte.

Die Herausforderung bei der Skalierung eines Quanteninternets liegt darin, dass Quanteninformationen nicht gemessen werden können, ohne ihre besonderen Eigenschaften zu verlieren. Um dieses Problem zu umgehen, entwickelten die Forscher den Q-Chip, der klassische Signale zur Steuerung der Quanteninformationen nutzt, ohne diese zu beeinträchtigen.

Die Integration von Quanteninformationen in bestehende Netzwerke stellt eine große Herausforderung dar, da kommerzielle Übertragungsleitungen häufigen Schwankungen durch Temperaturänderungen oder Vibrationen ausgesetzt sind. Die Forscher entwickelten eine Methode zur Fehlerkorrektur, die es ermöglicht, die Quanteninformationen zu schützen, indem sie die Auswirkungen von Störungen auf das klassische Signal messen.

Die Ergebnisse der Tests waren vielversprechend: Die Übertragungsgenauigkeit lag bei über 97 %, was zeigt, dass die Methode auch unter realen Bedingungen funktioniert. Da der Q-Chip aus Silizium besteht und mit etablierten Techniken hergestellt wird, könnte er in großem Maßstab produziert werden, was die Skalierung des Quanteninternets erleichtert.

Der nächste Schritt besteht darin, die Reichweite der Quantenkommunikation zu erweitern, da Quanteninformationen derzeit nicht verstärkt werden können, ohne ihre Verschränkung zu zerstören. Dennoch bietet die Studie der University of Pennsylvania einen wichtigen ersten Schritt, indem sie zeigt, dass Quanteninformationen über bestehende kommerzielle Glasfasernetze übertragen werden können.

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