Μαθηματικό πρωτόκολλο βελτιώνει την τηλεμεταφορά πληροφοριών

Βρετανοί φυσικοί του Πανεπιστημίου του Καίμπριτζ ανέπτυξαν μαθηματικά πρωτόκολλα τα οποία μπορούν να αυξήσουν την αποδοτικότητα της τηλεμεταφοράς πληροφοριών χρησιμοποιώντας φαινόμενα κβαντικής φυσικής.

Η τηλεμεταφορά είναι ένα απαραίτητο στοιχείο για την ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών όπως οι κβαντικοί υπολογιστές και βασίζεται στο φαινόμενο της κβαντικής διεμπλοκής, δηλαδή στην ικανότητα δύο φυσικά απομακρυσμένων σωματιδίων να λειτουργούν ως συνδεδεμένα συστήματα.

Η ικανότητα αυτή είναι ανεξάρτητη από την απόσταση μεταξύ των δύο σωματιδίων. Ακόμα και αν τα σωματίδια βρίσκονται σε αντίθετα άκρα του σύμπαντος, τότε μία αλλαγή στο ένα θα προκαλέσει ακαριαία αλλαγή στο άλλο.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η έρευνα πάνω στην κβαντική διεπλοκή ξεκίνησε από μία μελέτη του Άλμπερτ Άινσταιν (μαζί με τους Ποντόλσκυ, Ρόζεν) πάνω στο παράδοξο ERP, του οποίου στόχος ήταν να επικεντρωθεί στις ιδιότητες της που υποδείκνυαν ότι ίσως δεν αποτελεί υπαρκτό φαινόμενο. Παρά το γεγονός ότι ο Αϊνστάιν δεν ήταν οπαδός αυτής της θεωρίας,τελικά (και μετά από παρόμοιες μελέτες του Σρόντινγκερ) το φαινόμενο της κβαντικής διαπλοκής αποδείχθηκε και πειραματικά.
Τα νέα μαθηματικά πρωτόκολλα έχουν τη δυνατότητα να στέλνουν qubits (κβαντικές μονάδες πληροφορίες) είτε σε αλληλουχία είτε ως κομμάτια ενός μεγαλύτερου πακέτου. Οι δύο αυτοί τρόποι μπορούν να παραλληλιστούν με τους δύο διαφορετικούς τρόπους που οι υπολογιστές πραγματοποιούν πράξεις.

Κάποιες φορές ολοκληρώνονται όλες οι απαιτούμενες πράξεις ταυτόχρονα, ενώ άλλες φορές απαιτείται να πραγματοποιηθεί μία αλληλουχία αριθμητικών πράξεων όπου κάθε βήμα εξαρτάται από την ολοκλήρωση του προηγουμένου.

«Το πρώτο πρωτόκολλο αποτελείται από διαδοχικές τηλεμεταφερόμενες καταστάσεις, ενώ το δεύτερο τα τηλεμεταφέρει σε μεγάλες ομάδες», δήλωσε ο επικεφαλής της έρευνας Σέργκει Στρέλτσουκ του Τομέα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Θεωρητικής Φυσικής του Πανεπιστημίου του Καίμπριτζ. «Ανακαλύψαμε επίσης μία γενικευμένη τεχνική τηλεμεταφοράς, η οποία ευελπιστούμε πως θα βρει εφαρμογές σε τομείς όπως ο κβαντικός υπολογισμός», πρόσθεσε.
Η έρευνα βρίσκεται ακόμα μόνο σε θεωρητικό επίπεδο, αλλά αποτελεί μία σημαντική βελτίωση σε σχέση με τις προηγούμενες μεθόδους που χρησιμοποιούσαν κβαντική διεμπλοκή, για δύο λόγους. Η νέα μέθοδος δεν απαιτεί διόρθωση σφάλματος μετά την παραλαβή των qubit, και επίσης εμποδίζει την πεπλεγμένη κατάσταση από το να καταστραφεί μετά από μόνο μία χρήση.