Τηλεμεταφορά: Δυνητικά δυνατή στη σφαίρα της κβαντικής φυσικής για ταχύτερη μετάδοση δεδομένων

• Συγγραφέας:
• όνομα συγγραφέα

  Quantumrun Foresight
• Φεβρουάριος 12, 2022

Περίληψη Insight

Η κβαντική τηλεμεταφορά, επί του παρόντος μια πραγματικότητα μόνο για τα υποατομικά σωματίδια, υπόσχεται μια αλλαγή στον τρόπο που κατανοούμε και χρησιμοποιούμε την τεχνολογία. Αυτό το φαινόμενο θα μπορούσε να επιτρέψει την άμεση, ασφαλή μετάδοση δεδομένων, επηρεάζοντας διάφορους τομείς από την υγεία έως τις τραπεζικές υπηρεσίες και προσφέροντας οφέλη σε άτομα, εταιρείες και κυβερνήσεις. Ωστόσο, οι ευρύτερες επιπτώσεις του θα μπορούσαν να προκαλέσουν σημαντικές αλλαγές στην κοινωνία, όπως περαιτέρω έρευνα στην κβαντική φυσική, βελτιωμένη ασφάλεια για τη μετάδοση ψηφιακών δεδομένων και αλλαγές στις αγορές εργασίας.

Κβαντικό πλαίσιο τηλεμεταφοράς

Η τηλεμεταφορά φυσικών αντικειμένων υπάρχει μόνο στην επιστημονική φαντασία (προς το παρόν). Ωστόσο, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η τηλεμεταφορά είναι δυνατή στον υποατομικό κόσμο της κβαντικής μηχανικής. Στον κβαντικό κόσμο, η τηλεμεταφορά αναφέρεται στη μεταφορά κβαντικών πληροφοριών μέσω της κβαντικής εμπλοκής. 

Στον κβαντικό υπολογισμό, η κβαντική τηλεμεταφορά επιτρέπει τη μετάδοση πληροφοριών. Ένας παραδοσιακός υπολογιστής αποτελείται από δισεκατομμύρια τρανζίστορ, που ονομάζονται bits, ενώ οι κβαντικοί υπολογιστές κωδικοποιούν πληροφορίες σε κβαντικά bit ή qubits. Ένα bit έχει μια μοναδική δυαδική τιμή είτε "0" ή "1", αλλά τα qubits μπορούν να είναι και "0" και "1" ταυτόχρονα. 

Η διαδικασία της κβαντικής τηλεμεταφοράς είναι η ασώματη μεταφορά κβαντικών καταστάσεων από τη μια θέση στην άλλη με ταχύτητα έως και την ταχύτητα του φωτός. Το 2020, ερευνητές από τις ΗΠΑ πέτυχαν εξαιρετικά αποτελέσματα με τηλεμεταφορά qubits σε μεγάλη απόσταση από φωτόνια. Έδειξαν την τηλεμεταφορά qubits σε ένα δίκτυο οπτικών ινών 44 χιλιομέτρων, χρησιμοποιώντας ανιχνευτές ενός φωτονίου και εξοπλισμό εκτός ραφιού. Προς το παρόν, οι επιστήμονες έχουν τηλεμεταφέρει μόνο qubits, καθώς είναι το απλούστερο δυνατό κομμάτι κβαντικής πληροφορίας που επιτρέπει σε ένα σωματίδιο να βρίσκεται σε δύο καταστάσεις ταυτόχρονα. 

Διασπαστικός αντίκτυπος

Η τηλεμεταφορά κβαντικών πληροφοριών θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούμε με την τεχνολογία σε καθημερινή βάση. Φανταστείτε να μπορείτε να στέλνετε και να λαμβάνετε δεδομένα άμεσα και με ασφάλεια. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να σημαίνει ότι ένας γιατρός στη Νέα Υόρκη θα μπορούσε να λάβει πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο για έναν ασθενή στο Λος Άντζελες, βοηθώντας ενδεχομένως σε άμεσες διαγνώσεις και σχέδια θεραπείας. Ακόμη και απλές εργασίες, όπως αγορές ή τραπεζικές συναλλαγές, θα μπορούσαν να εξορθολογιστούν με άμεση, ασφαλή μεταφορά δεδομένων, βελτιώνοντας σημαντικά τις εμπειρίες των χρηστών.

Οι εταιρείες, επίσης, πρόκειται να επωφεληθούν πάρα πολύ από αυτή τη στροφή. Πάρτε το παράδειγμα της διαχείρισης της εφοδιαστικής αλυσίδας και της εφοδιαστικής αλυσίδας - η παρακολούθηση των αγαθών σε πραγματικό χρόνο θα μπορούσε να φτάσει σε ένα επίπεδο ακρίβειας που δεν είχε ξαναδεί. Οι επιχειρήσεις θα μπορούσαν να κάνουν πραγματικότητα την έγκαιρη απογραφή, εξοικονομώντας σημαντικά χρηματικά ποσά για αποθήκευση και απώλεια. Επιπλέον, η ενισχυμένη ασφάλεια από την κβαντική τηλεμεταφορά θα μπορούσε να προστατεύσει ευαίσθητες εταιρικές πληροφορίες από επιθέσεις στον κυβερνοχώρο, παρέχοντας ένα νέο επίπεδο ψηφιακής ασφάλειας.

Οι κυβερνήσεις μπορούν να αξιοποιήσουν την κβαντική τηλεμεταφορά για να παρέχουν καλύτερες δημόσιες υπηρεσίες. Για παράδειγμα, οι μονάδες απόκρισης έκτακτης ανάγκης θα μπορούσαν να λάβουν κρίσιμες πληροφορίες άμεσα, σώζοντας δυνητικά περισσότερες ζωές. Η διαχείριση της υποδομής θα μπορούσε επίσης να βελτιωθεί, καθώς τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο μπορούν να βοηθήσουν στην προληπτική συντήρηση, στη μείωση του κόστους και στη βελτίωση της δημόσιας ασφάλειας. Σε παγκόσμια κλίμακα, οι ασφαλείς διπλωματικές επικοινωνίες θα μπορούσαν να προωθήσουν καλύτερες διεθνείς σχέσεις, μειώνοντας τους κινδύνους που συνδέονται με τις παραδοσιακές μορφές επικοινωνίας. 

Συνέπειες της κβαντικής τηλεμεταφοράς

Οι ευρύτερες επιπτώσεις της κβαντικής τηλεμεταφοράς μπορεί να περιλαμβάνουν: 

• Περαιτέρω έρευνα στην κβαντική φυσική που περιλαμβάνει καταστάσεις σπιν όλης της ύλης, όχι μόνο των φωτονίων, για να βρεθούν πιο χρήσιμες δυνατότητες ηλεκτρονίων σε ημιαγωγούς qubit.
• Βελτιωμένοι αλγόριθμοι κρυπτογράφησης και αύξηση της ασφάλειας της ψηφιακής μετάδοσης δεδομένων.
• Ένα διεθνές κβαντικό δίκτυο που επιτρέπει τη γρήγορη μετάδοση κβαντικών πληροφοριών σε οποιαδήποτε απόσταση.
• Ασφαλή κανάλια επικοινωνίας μεταξύ της Γης και των μελλοντικών φυλακίων στη Σελήνη και τον Άρη.
• Συμβολή σε πιο αποτελεσματικές οικονομίες, δυνητικά ενισχύοντας την ανάπτυξη και μειώνοντας το λειτουργικό κόστος σε όλους τους κλάδους.
• Οι κυβερνήσεις αντιμετωπίζουν προκλήσεις στην επιτήρηση και την επιβολή του νόμου, που απαιτούν τη δημιουργία νέων πλαισίων πολιτικής και κανονισμών για τη διατήρηση της εθνικής ασφάλειας.
• Αλλαγές στις αγορές εργασίας, με αυξημένη ζήτηση για κβαντικούς φυσικούς και τεχνικούς.

Ερωτήσεις προς εξέταση

• Ποιες άλλες κοινωνικές επιπτώσεις μπορεί να έχει η κβαντική τηλεμεταφορά μόλις υλοποιηθεί πλήρως; 
• Πρέπει οι κυβερνήσεις να ρυθμίζουν την κβαντική μετάδοση πληροφοριών λόγω της εξαιρετικά ασφαλούς και άθραυστης φύσης της;
• Πώς μπορεί η κβαντική τηλεμεταφορά να συμβάλει στη δημιουργία καινοτόμων τεχνολογιών σε άλλους κλάδους;