Kvantespring for internettet

Danske fysikere står bag et internationalt opsigtsvækkende forskningsresultat, der kan medvirke til at revolutionere internettet og computeren. Forskerne har skabt en såkaldt kvantehukommelse i en sky af gasatomer.

Lyt til artiklen

Vil du lytte videre?

Få et Digital Plus-abonnement og lyt videre med det samme.

Skift abonnement

Med Digital Plus kan du lytte til artikler. Du får adgang med det samme.

For hvert halvandet år, der går, fordobles den mængde information, som bliver sendt gennem internettet.

De optiske kabler, der løber under jorden og under verdenshavene mellem alverdens computere, bliver dermed i stigende grad fyldt til bristepunktet med bits og bytes.

Og om måske ti år vil grænsen være nået. Der vil ikke være plads til mere information i kablerne.

Nu har dansk forskning imidlertid fundet en løsning, og navnet er en kvantehukommelse. Fysikere på Niels Bohr Institutet i København har simpelthen demonstreret, at det er muligt at overføre informationerne i en meget svag lysbølge til en bunke atomer.

Opdagelsen kan vise sig at få afgørende betydning for udviklingen af den helt nye og revolutionerende computertype, kvantecomputeren, og for et fremtidigt kvanteinternet med umådelige overførselshastigheder af information.

»Det, vi har gjort, er at skabe en helt ny slags hukommelse, der tilføjer væsentligt mindre støj, end det er tilladt med nogen af de konventionelle eller klassiske tilgange til hukommelse,« siger den amerikansk-russiske professor Eugene Polzik til Berlingske Tidende.

Støj på linjen
Sammen med to af sine medarbejdere på Niels Bohr Institutet, forskningsadjunkt Brian Julsgaard og Ph.d. studerende Jacob Sherson, får han det opsigtsvækkende forskningsresultat offentliggjort netop i dag i det ansete, videnskabelige tidsskrift Nature.

Når alverdens e-mails og programmer løber gennem de store optiske kabler, bliver informationen overført med lys.

For at få plads til den hastigt stigende mængde information anvender man stadigt svagere lyspulser til at overføre informationerne med. Med den klassiske metode opstår problemet i det øjeblik, man skal ind og måle og lagre lyspulsen og dermed dens information.

Jo svagere lyspulsen er, jo mere støj eller rettere kvantestøj er der simpelthen på linjen.

Og når man når helt ned til lysets mindste bestanddel, til dets enkelte partikel, fotonen, og prøver at måle og lagre det, bliver kvantestøjen på grund af de såkaldte kvantemekaniske love lige så stor som selve signalet. Man kan ikke på én og samme gang måle et så beskedent signal og samtidig uddrage informationen af det - ikke med den klassiske metode i hvert fald.

Hvem sagde teleportation?
Den første, der forstod det - at verden ikke tillader os at forstå alt om den - var den danske fysiker og Nobelpristager Niels Bohr med sit komplimentaritetsprincip, og dernæst den store, tyske fysiker Werner Heisenberg.

Men kvantehukommelsen løser problemet med hensyn til lys. Det skyldes, at Polzik og hans medarbejdere anvender dele af et princip, der også kendes fra det science-fiction-agtige begreb teleportation, nemlig entanglement eller sammenfiltring af kvantetilstande.

Man overfører »ganske enkelt« lysets såkaldte kvantetilstand af lys til et sæt atomer, i dette tilfælde en mindre sky af gasarten cæsium, der er ophængt i et magnetisk beskyttet kammer.

Dermed fjerner man, som var der populært sagt tale om et Dolby-system for information, næsten al støj på linien, og på den måde kan vejen være banet for et kvanteinternet med langt mere informationsplads.

Næste skridt bliver ifølge professor Polzik at prøve at gå den modsatte vej - at overføre informationens atomare tilstand til en lysbølge igen.

»Det er principielt muligt og er noget, vi allerede nu arbejder på at løse,« siger Eugene Polzik, der har fået størsteparten af sin forskning finansieret af Danmarks Grundforskningsfond.