Sự rối loạn lượng tử trong khoảng cách lớn là nền tảng cơ bản trong xây dựng mạng truyền thông mã hóa lượng tử và tính toán lượng tử. Sự thành công của việc truyền thông tin lượng tử lên quỹ đạo Trái đất là một bước tiến lớn trong việc phát triển mạng lưới truyền thông lượng tử toàn cầu. Kết quả này đã được công bố thông qua 2 bài báo mới được xuất bản của một nhóm nguyên cứu tại Trung Quốc.

Trong cơ học lượng tử, sự rối loạn lượng tử (entanglement) được đề cập đến hiện tượng mà hai hạt có thể được liên kết sao cho bất kỳ sự thay đổi nào trong số chúng sẽ ảnh hưởng đến nhau, cho dù hai hạt này cách xa nhau. Hai hạt này có thể được coi là 1 thể thống nhất. Truyền dữ liệu lượng tử liên quan đến việc truyền những thay đổi giữa hai photon bị vướng với nhau. Về mặt lý thuyết, không có khoảng cách tối đa mà qua đó truyền thông lượng tử có thể được thực hiện. Tuy nhiên, liên kết rối là mong manh vì photon tương tác với vật chất trong khí quyển hoặc bên trong sợi quang dễ dàng bị mất. Tuy nhiên, dịch chuyển lượng tử có tiềm năng rất lớn để phát triển các mạng thông tin an toàn và bây giờ lần đầu tiên, nó đã được chứng minh giữa một photon trên trái đất và một trong không gian.

Trong bài báo, nhóm nguyên cứu dẫn đầu bởi giáo sư professor Chao-Yang Lu, Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc khẳng định đây là bước tiến quan trọng hướng tới mạng lượng tử toàn cầu:

This work establishes the first ground-to-satellite up-link for faithful and ultra-long-distance quantum teleportation, an essential step toward global-scale quantum internet

Lần đầu tiên nhóm nghiên cứu đã chuyển hướng các đặc tính của một hạt bị mắc kẹt ở Tây Tạng sang hạt đối tác của nó. Nó đã được truyền tới một vệ tinh đi qua trên cao. Việc truyền thông tin xảy ra giữa các photon khoảng 500km đến 1400km tùy thuộc vào vị trí của vệ tinh.

Truyền thông mã hoá lượng tử sẽ an toàn hơn nhiều so với các thuật toán toán học được sử dụng ngay bây giờ. Hiện tại, thông tin có thể được mã hóa bằng các kỹ thuật dựa trên các thuật toán toán học. Tuy nhiên, các chuyên gia dự đoán các máy tính đủ mạnh để phá vỡ các mã số sẽ xuất hiện trong 10 đến 20 năm tới. Sự phát triển này có nghĩa là các phương pháp mã hóa hiện tại sẽ bị dư thừa vì chúng có thể dễ dàng bị phá vỡ. Nguyên lý cơ học lượng tử gọi là nguyên lý không chắc chắn của Heisenberg. Mã hoá lượng tử sử dụng điều này để tạo ra các dữ liệu được mã hoá dưới dạng ánh sáng, nếu nó bị chặn thì hành vi của hạt sẽ thay đổi. Điều này có thể cảnh báo rằng bảo mật không an toàn.

Nguồn: wired.co.uk

Bài báo: Ground-to-satellite quantum teleportation