Doorbraak in kwantumnetwerken: verbinding tussen Delft en Den Haag met qubittechnologie.
AmsterdamEen internationaal onderzoeksteam onder leiding van QuTech heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van quantumnetwerken door quantumprocessors over een afstand van 25 kilometer in Nederland met elkaar te verbinden. Deze ontwikkeling is een grote stap voorwaarts om quantumnetwerken van het laboratorium naar praktische, dagelijkse toepassingen te brengen en belooft veel voor toekomstige internetsystemen.
De traditionele internetverbinding verstuurt data via bits, die slechts in twee toestanden kunnen zijn: 0 of 1. Een kwantuminternet daarentegen maakt gebruik van qubits. Qubits kunnen tegelijk in meerdere toestanden verkeren en over afstanden met elkaar verbonden worden voor snelle interacties. Dit zijn de belangrijkste elementen en effecten van deze ontwikkeling.
- Qubits bieden nieuwe mogelijkheden voor communicatie en computing, zoals verbeterde encryptie.
- De geslaagde verbinding tussen Delft en Den Haag markeert een belangrijke stap in de praktische toepassing van kwantumtechnologie.
- Integratie met bestaande glasvezelnetwerken maakt adoptie naast huidige internetstructuren eenvoudiger.
Het experiment was succesvol dankzij het gebruik van quantumknopen die zelfstandig functioneerden en via glasvezel verbonden waren. De belangrijkste uitdagingen lagen in het verlies van fotonen en het behouden van stabiliteit in het systeem. Het succes was te danken aan het ontwikkelen van efficiënte methoden om met fotonen om te gaan en het systeem stabiel te houden. Dit vereiste samenwerking tussen universiteiten zoals TU Delft, bedrijven als Fraunhofer ILT en telecomproviders zoals KPN.
Deze prestatie markeert het begin van grootschalige quantumnetwerken in steden. Het legt een stevige basis voor de opbouw van kwantuminternetten in Europa en wereldwijd. De mogelijke gevolgen zijn enorm. Quantumnetwerken kunnen de gegevensbeveiliging aanzienlijk verbeteren door het genereren van onbreekbare encryptiesleutels. Bovendien kunnen ze quantumcomputers over lange afstanden verbinden om de rekenkracht te vergroten.
Deze uitvinding zou een nieuwe technologische revolutie kunnen ontketenen. Door kwantumnetwerken te combineren met het huidige internet, kan het sectoren zoals financiën en gezondheidszorg transformeren door betere beveiliging en snellere berekeningen. Naarmate het onderzoek vordert, zullen er wellicht geavanceerdere qubitsystemen worden ontwikkeld, die meer toepassingen bieden voor deze vooruitgang in internettechnologie.
Dit is een betekenisvolle stap van laboratoriumtests naar toepassing in de echte wereld, wat een hoopvolle toekomst voor stedelijke quantumnetwerken laat zien. Het werk in dit project bewijst dat quantumnetwerken over grote afstanden kunnen functioneren en suggereert technologische doorbraken die onze manier van communiceren en computeren kunnen veranderen.
De studie is hier gepubliceerd:
http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adp6442en de officiële citatie - inclusief auteurs en tijdschrift - is
Arian J. Stolk, Kian L. van der Enden, Marie-Christine Slater, Ingmar te Raa-Derckx, Pieter Botma, Joris van Rantwijk, J. J. Benjamin Biemond, Ronald A. J. Hagen, Rodolf W. Herfst, Wouter D. Koek, Adrianus J. H. Meskers, René Vollmer, Erwin J. van Zwet, Matthew Markham, Andrew M. Edmonds, J. Fabian Geus, Florian Elsen, Bernd Jungbluth, Constantin Haefner, Christoph Tresp, Jürgen Stuhler, Stephan Ritter, Ronald Hanson. Metropolitan-scale heralded entanglement of solid-state qubits. Science Advances, 2024; 10 (44) DOI: 10.1126/sciadv.adp6442Deel dit artikel