Cuando las computadoras cuánticas se vuelven más poderosas y generalizadas, necesitarán una Internet cuántica robusta para comunicarse.

Los ingenieros de la Universidad de Purdue han abordado un problema que impide el desarrollo de redes cuánticas que son lo suficientemente grandes como para admitir de manera confiable a más de un puñado de usuarios.

El método, demostrado en un artículo publicado en Optica , podría ayudar a sentar las bases para cuando una gran cantidad de computadoras cuánticas, Los sensores cuánticos y otra tecnología cuántica están listos para conectarse y comunicarse entre sí.

El equipo implementó un interruptor programable para ajustar la cantidad de datos que llegan a cada usuario seleccionando y redirigiendo las longitudes de onda de la luz que transportan los diferentes canales de datos. lo que permite aumentar el número de usuarios sin aumentar la pérdida de fotones a medida que la red se hace más grande.

Si los fotones se pierden, se pierde información cuántica, un problema que suele ocurrir cuanto más lejos tienen que viajar los fotones a través de las redes de fibra óptica.

"Mostramos una forma de realizar el enrutamiento de longitud de onda con solo una pieza de equipo, un interruptor selectivo de longitud de onda, para, en principio, construir una red de 12 a 20 usuarios, tal vez incluso más, "dijo Andrew Weiner, Profesor distinguido de ingeniería eléctrica e informática de Purdue's Scifres Family. "Los enfoques anteriores han requerido el intercambio físico de docenas de filtros ópticos fijos sintonizados en longitudes de onda individuales, lo que hizo que la capacidad de ajustar las conexiones entre los usuarios no fuera prácticamente viable y que la pérdida de fotones fuera más probable ".

En lugar de tener que agregar estos filtros cada vez que un nuevo usuario se une a la red, Los ingenieros podrían simplemente programar el conmutador selectivo de longitud de onda para dirigir las longitudes de onda de transporte de datos a cada nuevo usuario, lo que reduce los costos operativos y de mantenimiento y hace que una Internet cuántica sea más eficiente.

El interruptor selectivo de longitud de onda también se puede programar para ajustar el ancho de banda de acuerdo con las necesidades del usuario. lo que no ha sido posible con filtros ópticos fijos. Algunos usuarios pueden estar usando aplicaciones que requieren más ancho de banda que otros, de manera similar a cómo mirar programas a través de un servicio de transmisión basado en la web usa más ancho de banda que enviar un correo electrónico.

Para una internet cuántica, formar conexiones entre usuarios y ajustar el ancho de banda significa distribuir entrelazamientos, la capacidad de los fotones para mantener una relación mecánica cuántica fija entre sí sin importar qué tan lejos estén para conectar a los usuarios en una red. El entrelazamiento juega un papel clave en la computación cuántica y el procesamiento de información cuántica.

"Cuando la gente habla de una Internet cuántica, es esta idea de generar enredos de forma remota entre dos estaciones diferentes, como entre computadoras cuánticas, "dijo Navin Lingaraju, un Ph.D. de Purdue estudiante de ingeniería eléctrica e informática. "Nuestro método cambia la velocidad a la que los fotones entrelazados se comparten entre diferentes usuarios. Estos fotones entrelazados podrían usarse como un recurso para entrelazar computadoras cuánticas o sensores cuánticos en las dos estaciones diferentes".

Los investigadores de Purdue realizaron el estudio en colaboración con Joseph Lukens, científico investigador del Laboratorio Nacional de Oak Ridge. El conmutador selectivo de longitud de onda que implementó el equipo se basa en una tecnología similar utilizada para ajustar el ancho de banda para la comunicación clásica actual.

El conmutador también es capaz de utilizar una "cuadrícula flexible, "como las comunicaciones clásicas por ondas de luz ahora usan, para dividir el ancho de banda para los usuarios en una variedad de longitudes de onda y ubicaciones en lugar de estar restringido a una serie de longitudes de onda fijas, cada uno de los cuales tendría un ancho de banda fijo o una capacidad de transporte de información en ubicaciones fijas.

"Por primera vez, Estamos tratando de tomar algo inspirado en estos conceptos de comunicaciones clásicos utilizando equipos comparables para señalar las ventajas potenciales que tiene para las redes cuánticas. "Dijo Weiner.

El equipo está trabajando en la construcción de redes más grandes utilizando el conmutador selectivo de longitud de onda.