Wetenschappers zijn erin geslaagd verstrengelde fotonen uit te wisselen tussen twee drones die een kilometer uit elkaar vlogen. Mogelijk vormt deze technologie een bouwsteen van het quantuminternet.

Wanneer fotonen verstrengeld zijn, kun je onmiddellijk de toestand van de ene afleiden door de andere te meten, ongeacht de afstand ertussen. Dit fenomeen, dat Albert Einstein minachtend ‘spookachtige actie op afstand’ noemde, is de basis van quantumversleuteling – het gebruiken van verstrengelde deeltjes om ervoor te zorgen dat communicatie geheim blijft.

Quantumnetwerken zijn veel veiliger dan het bestaande internet, omdat elke poging om af te luisteren de toestand van de fotonen verandert. Die verandering waarschuwt de ontvanger voor luistervinken.

'Koudwaterkoraalriffen zijn de regenwouden van de oceaan'
LEES OOK
'Koudwaterkoraalriffen zijn de regenwouden van de oceaan'

Bewegende apparaten

Het lukten wetenschappers al eerder om verstrengelde fotonen meer dan duizend kilometer te transporteren. Maar dan tussen een satelliet en grondstations. Nu hebben natuurkundige Zhenda Xie van de Nanjing University in China en zijn collega’s echter aangetoond dat koppelingen over kortere afstanden kunnen worden gemaakt met relatief goedkope hardware. Het is ook de eerste keer dat fotonverstrengeling wordt overgedragen tussen twee bewegende apparaten.

Een laser aan boord van een van de drones creëerde verstrengelde fotonen door één foton te splitsen met een kristal. Een foton werd rechtstreeks naar een grondstation gestuurd. De drone stuurde de andere naar een tweede drone een kilometer verderop. Het grondstation mat de toestand van elk foton en de resultaten toonden aan dat de fotonen verstrengeld bleven.

Op elke drone bewogen er gemotoriseerde apparaten. Dit zorgde ervoor dat de ontvangers en zenders altijd in een rij stonden.

Laatste schakel

Xie hoopt dat we verbindingen van meer dan driehonderd kilometer kunnen bereiken met meer geavanceerde drones op grote hoogte, waar vervuiling en weer geen rol spelen. De kleinere, meer kosteneffectieve drones kunnen we volgens hem inzetten voor lokale verbindingen, misschien zelfs voor bewegende voertuigen. Al deze apparaten kunnen verbinding maken met satellieten voor wereldwijde communcatie.

De prestatie markeert een belangrijke stap op weg naar het quantuminternet, zegt computerwetenschapper Siddarth Joshi van de Universiteit van Bristol. Hij is het ermee eens dat drones de laatste schakel kunnen vormen in de ketting van het ene deel van de wereld naar het andere.

Natuurkundige Myungshik Kim van Imperial College London is ook van mening dat het ontwerpen van dergelijke complexe optica in bewegende drones, vooral gezien het feit dat kleine rotatieverschillen het buitengewoon moeilijk kunnen maken om quantumverbindingen te behouden, een sterke technische vooruitgang vertegenwoordigt.

LEESTIP: In De quantumcomputer beschrijft George van Hal alles over de volgende grote digitale revolutie. Bestel nu in onze webshop.