Kvantedatamaskiner er under stadig utvikling, og nylig fikk Norge sine første av sorten, i form av to Gemini-maskiner levert til Oslo Met (krever abonnement). Men hva med kvantekommunikasjon?
SEAQUE (kort for «Space Entanglement and Annealing QUantum Experiment») er et dobbelteksperiment som skal utplasseres på den internasjonale romstasjonen ISS i løpet av 2022, og tar for seg nettopp dette. Målet er at eksperimentet skal demonstrere en måte for å gjøre kvantedatamaskiner i stand til å kommunisere med hverandre ved hjelp av små «noder» i bane - en slags kommunikasjonssatellitter om du vil.
Disse skal kunne oppfatte og videresende fotonpar som er «sammenfiltret» og på den måten gjør at også kommunikasjonen mellom kvantedatamaskiner foregår på kvantenivå og ikke trenger å «oversettes» til mer konvensjonell kommunikasjonsteknologi.
Spooky action at a distance
Kvantesammenfiltring er et kvantemekanisk fenomen hvor to eller flere kvantemekaniske objekter må beskrives som en helhet, selv om de flyttes til ulike steder i rommet. Dermed kan man måle den ene og få resultater som også gjelder den andre, selv om det er stor avstand mellom dem. I tillegg kan man på denne måten også påvirke fotoner som er langt borte, siden selve observasjonen av den ene også endrer den andre.
«Spooky action at a distance», kalte Einstein det.
Ny og mer robust teknikk
Andre eksperimenter i rommet har benyttet seg av en annen teknikk for å produsere sammenfiltrede fotoner, men SEAQUE skal teste ut en teknikk som ikke er benyttet i rommet tidligere: Ved hjelp av en såkalt «bølgeleder» skal man nå kunne lage sammenfiltrede fotoner med utstyr som er mindre, lettere og mer robust og effektiv enn tidligere. Tidligere benyttede metoder har for eksempel krevd nøye kalibrering etter oppskytning, noe som ikke er nødvendig med den nye teknikken.
Nytt gjennombrudd legger til rette for ekstremt kraftige kvantedatamaskiner
Skal kunne vedlikeholde seg selv
SEAQUE er på størrelse med en melkekartong, og skal monteres på ett av flere festepunkter rundt romstasjonens ene luftsluse.
Der skal den også gjennomføre et annet eksperiment som hvis det krones med suksess kan gi en ny metode for å sette slike noder i stand til å essensielt vedlikeholde seg selv.
Et stort problem i rommet er kosmisk stråling og effekten den har på sensorene i nodene. Slik stråling, som består av partikler med høy energi, vil over tid føre til feil i sensorene. Etter hvert som det blir flere og flere av disse feilene, vil støyen fra dem til slutt drukne ut signalene man ønsker å motta.
Denne støyen vil gjøre at nodene må byttes ut regelmessig, noe som vil øke behovet for vedlikehold enormt, og begrense deres praktiske verdi tilsvarende.
Skyter bort feilene med en laser
SEAQUE skal imidlertid teste ut en teknikk som i korthet går ut på å fjerne disse feilene fra sensoren ved å «skyte» en skarp laser på dem. I tester på bakken har dette vist seg å kunne «koke bort» feilene, slik at sensorene igjen kun oppfatter signalene man ønsker og ikke feilregistreringene forårsaket av kosmisk stråling.
SEAQUE-testen er ikke i stand til å motta signaler fra bakken, men hvis man får denne teknikken til å fungere, er man et betydelig hakk nærmere etablering av et robust kvantekommunikasjonsnettverk i rommet.
SEAQUE skal etter planen skytes opp tidligst august 2022.
Oslomet avduker Norges første kvantedatamaskin
