Onderzoekers versturen qubits over 600 km lang glasvezel

Abonneer je gratis op Techzine!

Onderzoekers van de Japanse techgigant Toshiba in het Verenigd Koninkrijk zijn erin geslaagd qubits over een glasvezelnetwerk van maar liefst 600 kilometer lang te versturen. Met deze doorbraak komt het quantum internet een stapje dichterbij.

Wereldwijd wordt op dit moment hard gewerkt om met behulp van quantum computing ook een nieuw quantum internet op te zetten. Dit quantum internet zou uiteindelijk het bestaande internet met alle onderliggende technologie en protocollen moeten vervangen.

Een quantum internetverbinding lukt wanneer de fragiele qubits en zich daarin bevinden data ongeschonden over lange afstand getransporteerd wordt. Onlangs slaagden Nederlandse onderzoekers van QuTech er al in een quantum internetverbinding tussen drie nodes in een laboratoriumopstelling te bewerkstelligen.

Experiment Toshiba

De onderzoekers van Toshiba hebben nu een record bereikt. In hun experiment slaagden zij erin om via speciaal glasvezel de qubits over afstand van maar liefst 600 kilometer te transporteren. Hiervoor gebruikten zij een technologie die de omgevingsfluctuaties binnen de glasvezel stabiliseren, zodat de qubits ongestoord hun weg kunnen gaan en hun fragiele staat (of 1 of 0) kunnen bewaren. De technologie die Toshiba toepaste wijkt af van een andere technologie om de qubits te transporteren via glasvezel.

Twee golflengtes

De specialisten van de Japanse techgigant hebben nu de zogenoemde ‘dual band stabilization’-technologie toegepast, waarbij twee signalen op verschillende golflengten door de glasvezel worden verzonden. De eerste golflengte zorgt ervoor dat de snel variërende fluctuaties worden uitgeschakeld en de tweede golflengte, de juiste golflengte voor de qubits, maakt nauwere aanpassingen aan deze fase. Op deze manier zorgen beide golflengtes ervoor dat de fluctuerende omstandigheden binnen de glasvezel verdwijnen en de verstuurde qubits ‘ongestoord’ hun weg vinden.

Naast een ongehinderd en stabiel transport, zorgde de door Toshiba geteste technologie er ook voor dat de qubits gedurende het hele transport waren beveiligd met Quantum Key Distribution (QKD). Dit protocol zorgt ervoor dat via een quantum netwerk de qubits en de zich daarin bevindende data end-to-end versleuteld zijn. Deze technologie zorgt in principe voor ‘niet te kraken’ quantum internet of andere netwerken. Op deze manier zou Toshiba in de toekomst supersnelle en zeer veilige netwerkverbindingen tussen steden mogelijk maken.

Verder onderzoek

De onderzoekers gaan voorlopig verder met hun testtrajecten en ontvangen daarvoor steun vanuit de Europese Unie. Toshiba is ook niet de enige techgigant die bezig is om quantum internetverbindingen over lange afstand te ontwikkelen. Ook in China zijn onderzoekers hiermee bezig, maar die gebruiken satellietverbindingen in combinatie met glasvezel backhaul op de grond voor het versturen van qubits. In de Verenigde Staten wordt eveneens onderzoek gedaan.