న్యూయార్క్‌లో క్వాంటం నెట్‌వర్క్ పరీక్ష ‘క్వాంటం ఇంటర్నెట్’ను సిద్ధాంతం నుంచి నగర ఫైబర్‌లోకి తీసుకొచ్చింది

మూడు-నోడ్ నెట్‌వర్క్ point-to-point క్వాంటం లింకులకంటే ముందుకు వెళ్లిన ఒక దశగా నిలిచింది

ఒక క్వాంటం స్టార్టప్ మరియు ఒక ప్రధాన నెట్వర్కింగ్ సంస్థతో కలిసి పనిచేసిన పరిశోధకులు, ఇప్పటికే ఉన్న fiber-optic మౌలిక సదుపాయాన్ని ఉపయోగించి న్యూయార్క్ సిటీలో ప్రత్యక్ష క్వాంటం నెట్‌వర్క్‌ను ప్రదర్శించినట్లు చెప్పారు. ఈ పరీక్షలో మూడు నోడులు అనుసంధానించబడ్డాయి, మరియు క్వాంటం సమాచారాన్ని మోసే photon-ల ద్వారా entanglement పంపిణీ చేయబడింది. ఈ ఫలితం క్వాంటం ఇంటర్నెట్ అనే ఆలోచనను వాస్తవ ప్రపంచ deployment‌కు మరింత దగ్గర చేస్తుందని బృందం అంటోంది.

ఈ ప్రకటన ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే ఈ రంగం చాలా కాలంగా రెండు చివరల మధ్య isolated links‌ను మాత్రమే చూపగలిగింది. అయితే, ఉపయోగించదగిన నెట్‌వర్క్‌కు ఒక్క కనెక్షన్ సరిపోదు. దానికి routing, handoffs, మరియు అనేక స్థానాల మధ్య entanglement‌ను విస్తరించడానికి లేదా తిరిగి మళ్లించడానికి మధ్యవర్తి నోడులు అవసరం. ఈ ప్రయోగంలో శాస్త్రవేత్తలు చిన్న స్థాయిలో exactly అదే సాధించినట్లు చెబుతున్నారు.

సోర్స్ టెక్స్ట్ ప్రకారం, ఈ పనిలో పరిశోధకులు, క్వాంటం స్టార్టప్ Qunnect, మరియు నెట్‌వర్కింగ్ సంస్థ Cisco పాల్గొన్నారు. ప్రత్యేకంగా తయారు చేసిన వ్యవస్థ కాకుండా, ఇప్పటికే ఉన్న physical fiber మీద న్యూయార్క్‌లోని మూడు ప్రదేశాలను ఈ నెట్‌వర్క్ అనుసంధానించింది. ఈ డిజైన్ ఎంపికే ఈ ప్రదర్శన ప్రాముఖ్యతలో ప్రధాన భాగం.

మూడవ నోడ్ కథను ఎందుకు మార్చింది

ఈ బృందం 2023లో Brooklyn మరియు Manhattan మధ్య రెండు నోడులను ఇప్పటికే అనుసంధానించింది. ఆ ముందటి ఫలితం, క్వాంటం సంకేతాలు నిజమైన నగర మౌలిక వసతుల మీదుగా ప్రయాణించగలవని చూపింది. కొత్త ప్రయోగం ఒక మూడవ నోడ్‌ను జతచేసింది, ఇది మధ్యవర్తి hub‌గా పనిచేస్తూ అవసరానుసారం వేర్వేరు నోడ్ జంటల మధ్య entanglement swapping మరియు routing‌కు అవకాశం కల్పిస్తుంది.

ఇది ఒక గమనార్హమైన నిర్మాణాత్మక పురోగతి. point-to-point క్వాంటం కనెక్షన్ ఒక proof of principle‌గా ఉపయోగపడుతుంది, కానీ అది ఇంకా ప్రాక్టికల్ అర్థంలో నెట్‌వర్క్ కాదు. multi-node వ్యవస్థ క్రమంగా అలానే కనిపించడం మొదలవుతుంది. దీని అర్థం, క్వాంటం కమ్యూనికేషన్‌ను ఒకే dedicated line‌కే పరిమితం చేయకుండా అనేక నగర ప్రదేశాల మీద సమన్వయించవచ్చని సూచన.

సోర్స్ టెక్స్ట్ దీనిని, అవసరానికి అనుగుణంగా వేర్వేరు నోడ్ జంటలకు entanglement‌ను పంపిణీ చేయగల చిన్న నెట్‌వర్క్‌గా రెండు లింకులను మార్చినట్లు వివరిస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఈ పరీక్ష transport మాత్రమే కాదు, orchestration‌ను కూడా చూపించింది.

క్వాంటం ఇంటర్నెట్ ఏమి చేయాలనుకుంటుంది

క్వాంటం ఇంటర్నెట్‌కు ఉన్న దీర్ఘకాల ఆకర్షణ వేగవంతమైన కమ్యూనికేషన్ మాత్రమే కాదు. దాని మౌలిక వాగ్దానం భద్రత మరియు క్వాంటం స్థితుల ఆధారంగా ఏర్పడే distributed computation లేదా sensing యొక్క కొత్త రూపాలు. entanglement-ఆధారిత వ్యవస్థల్లో, ఏదైనా interception లేదా measurement ప్రయత్నం ఆ స్థితిని కలవరపెట్టి, తారుమారు జరిగినట్లు తెలియజేయగలదు. అందుకే ఈ భావనను సాధారణంగా, గుర్తించకుండా hack చేయడం భౌతికంగా అసాధ్యమని చెబుతారు.

సోర్స్ టెక్స్ట్ న్యూయార్క్ ఫలితాన్ని అదే సందర్భంలో ఉంచింది: interference కనిపించే విధంగా ఉండే, practically unhackable నెట్‌వర్క్ సాధ్యతను చూపించే నిజజగత్ ప్రదర్శనగా.

దీని అర్థం మొత్తం cybersecurity సమస్య మాయం అయిందని కాదు. నిజమైన వ్యవస్థలు ఇంకా hardware, software, authentication, మరియు operating procedures మీద ఆధారపడతాయి. కానీ secure quantum links సంప్రదాయ encryption మాత్రమే ఆధారపడే వ్యవస్థలకంటే ఎంతో భిన్నమైన పునాది ఇవ్వగలవు.

న్యూయార్క్ ఎందుకు ప్రారంభ దశకు అనుకూల ప్రదేశం

పరిశోధకులు Manhattan యొక్క సాంద్రత క్వాంటం ఇంటర్నెట్ రూపు దాల్చే తొలి ప్రదేశాల్లో ఒకటిగా మారవచ్చని వాదిస్తున్నారు. ఈ వాదన శాస్త్రంతో పాటు భౌగోళికం, డిమాండ్ మీద కూడా ఆధారపడి ఉంది. దట్టమైన fiber నెట్‌వర్క్, చిన్న నగర దూరాలు, మరియు ఆర్థిక సంస్థల వంటి సంభావ్య వినియోగదారుల సమీకరణ ప్రారంభ deployment‌కు అనుకూల పరిస్థితులను సృష్టిస్తాయి.

NYU’s Center for Quantum Information Physics మరియు NYU Quantum Instituteకి చెందిన Javad Shabani, సోర్స్ టెక్స్ట్‌లో Manhattan యొక్క సన్నిహిత భౌగోళిక ఆకృతి మౌలిక సదుపాయాలు మరియు సంస్థలను తక్కువ వ్యాసార్థంలో ఉంచుతుందని తెలిపారు. ఇది ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే క్వాంటం networking ఇప్పటికీ సాంకేతికంగా కఠినమైనది, మరియు ప్రారంభ use case‌లు deployment ఖర్చును అధిక విలువ ఉన్న అనువర్తనాలు సమర్థించగల చోటే ఎక్కువగా కనిపించే అవకాశం ఉంది.

finance, government, research institutions, మరియు critical infrastructure operators అన్నీ సాంకేతికత మరింత పరిపక్వత సాధిస్తే సంభావ్య ప్రారంభ వినియోగదారులుగా కనిపిస్తాయి.

ఇప్పటికే ఉన్న fiber‌ను ఉపయోగించడం అత్యంత ముఖ్యమైన ప్రాయోగిక ఫలితం

ఈ ప్రదర్శనలో ముఖ్యమైనది, దానికి ఏమి అవసరం కాలేదన్నదే కావచ్చు. నెట్‌వర్క్ ఇప్పటికే ఉన్న fiber-optic కేబుళ్లపై నడిచింది. కొత్త కమ్యూనికేషన్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌లు తరచుగా మౌలిక సదుపాయాల దశలో విఫలమవుతాయి కాబట్టి ఇది ముఖ్యం. ఒక breakthrough సిద్ధాంతంలో లేదా hardwareలో ఉన్నా, అది పూర్తిగా వేరు నగర నెట్‌వర్క్‌ను మొదటి నుండి వేయాలని కోరితే అంత ఉపయోగం ఉండదు.

ఇప్పటికే ఉన్న మౌలిక సదుపాయాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా, ఈ ప్రయోగం క్రమక్రమంగా deployment‌కు ఒక మార్గాన్ని సూచిస్తుంది. ప్రస్తుత telecom corridors, engineering సవాళ్లను నిర్వహించగలిగితే, classical trafficతో పాటు quantum సామర్థ్యాలను కూడా మోయగలవు.

దీని అర్థం scale-up సులభం అవుతుందన్నది కాదు. క్వాంటం సంకేతాలు చాలా సున్నితమైనవి, మరియు network timing, loss, పర్యావరణ శబ్దం ఇంకా పెద్ద సమస్యలే. అయినప్పటికీ, ఈ ప్రదర్శన ఒక పెద్ద అభ్యంతరాన్ని తగ్గించింది: క్వాంటం networking ప్రస్తుత కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థలకు అంత దూరంగా ఉందని, అది ప్రయోగశాలల బయట ప్రాయోగికం కాదని చెప్పే వాదనను.

ముఖ్యమైన హెచ్చరికలు ఇంకా ఉన్నాయి

సోర్స్ టెక్స్ట్ ప్రకారం, ఈ ఫలితాలు February 17న arXivలో అప్లోడ్ చేసిన అధ్యయనంలో వివరించబడ్డాయి. అంటే ఇది peer-reviewed ప్రచురణ కాకుండా preprint ద్వారా చర్చలో ఉంది. వేగంగా కదులుతున్న సాంకేతిక రంగాలలో preprint‌లు ముఖ్యమే, కానీ వాటికి కొంత జాగ్రత్త అవసరం.

ఒక చిన్న నగర నెట్‌వర్క్ ప్రదర్శన మరియు పెద్ద, బలమైన సేవ మధ్య కూడా గ్యాప్ ఉంది. Quantum repeaters, దీర్ఘదూర స్థిరత్వం, interoperability, మరియు ఆపరేషనల్ ఆర్థికశాస్త్రం వంటి అంశాలు విస్తృత స్థాయిలో ఇంకా పరిష్కారమవ్వలేదు. మూడు-నోడ్ నెట్‌వర్క్ ఒక మైలురాయి మాత్రమే, పూర్తయిన ప్లాట్‌ఫామ్ కాదు.

అయితే, సరైన bottleneck‌ను తాకితే మైలురాళ్లు ముఖ్యం. ఈ సందర్భంలో bottleneck రెండు పాయింట్లు క్వాంటం సమాచారాన్ని మార్పిడి చేయగలవా అన్నది కాదు; ప్రత్యక్ష నెట్‌వర్క్ నిజంగా నెట్‌వర్క్‌లా ప్రవర్తించడం ప్రారంభించగలదా అన్నదే.

ల్యాబ్ వాగ్దానం నుంచి మౌలిక సదుపాయాల ప్రశ్న వరకు

క్వాంటం ఇంటర్నెట్‌ను చాలాసార్లు సారాంశాత్మక లేదా భవిష్యత్తు శైలిలో చర్చించారు; దాంతో ఇది ఒక దూరపు భావనలా కనిపించడం సులభమైంది, కానీ అది ఒక engineering program‌గా కాదు. న్యూయార్క్ పరీక్ష ఆ framing‌ను ఎదుర్కొంటుంది. ఇది క్వాంటం networking‌ను ఒక గుర్తుపట్టదగిన పరిసరంలో ఉంచుతుంది: నగర fiber, వాణిజ్య భాగస్వాములు, అనేక నోడులు, మరియు routing logic ప్రారంభం.

ఈ మార్పు ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే మౌలిక సదుపాయాల సాంకేతికతలు పరిపూర్ణమైనప్పుడు కాదు, అవి ఇప్పటికే ఉన్న వ్యవస్థలు మరియు డిమాండ్ నమూనాల్లో సరిపోవడం మొదలుపెట్టినప్పుడు నిజమవుతాయి. దట్టమైన, అధిక విలువ ఉన్న నగర వాతావరణం ఆ మార్పు మొదలయ్యే మొదటి ప్రదేశం కావచ్చు.

ఈ పరీక్ష ఒక మహానగర క్వాంటం ఇంటర్నెట్ త్వరలో వస్తుందని నిరూపించదు. కానీ సమస్య ఇప్పుడు మరింత operational‌గా, తక్కువ hypothetical‌గా మారుతోందని చూపిస్తుంది. పరిశోధకులు ఇకపై క్వాంటం స్థితులు ప్రయోగశాల వెలుపల బతికేయగలవా అని మాత్రమే అడగటం లేదు. ఇప్పటికే ఉన్న మౌలిక సదుపాయాన్ని ఉపయోగించి వాటిని నగర-స్థాయి కమ్యూనికేషన్ నిర్మాణాలుగా ఏర్పాటు చేయగలమా అని పరీక్షిస్తున్నారు.

భవిష్యత్ ప్రయోగాలు ఈ తర్కాన్ని మరింత విస్తరిస్తే, క్వాంటం networking అనే ఆలోచన ప్రత్యేక భౌతిక శాస్త్ర పరిశోధన నుంచి నిజమైన telecom deployment యొక్క ప్రారంభ ప్రణాళిక దశల్లోకి క్రమంగా అడుగుపెట్టవచ్చు. ఈ న్యూయార్క్ ప్రదర్శన ఇంకా చిన్నదే, కానీ ఇది సరైన దిశలో ఉన్న చిన్న ఫలితం: isolated links నుండి నిజంగా ఉపయోగించగల నెట్‌వర్క్‌ల వైపు.

ఈ వ్యాసం Live Science నివేదిక ఆధారంగా. మూల వ్యాసం చదవండి.