Tự động hóa công nghiệp và ứng dụng lượng tử đang mở ra cánh cửa mới trong truyền thông đường dài với các bước tiến vượt bậc về công nghệ.
Thành tựu đột phá trong phân phối khóa lượng tử
Các kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Cambridge của Toshiba Châu Âu đã đạt được một bước tiến lớn khi trình diễn phân phối khóa lượng tử (QKD) qua sợi quang trên khoảng cách 600 km. Đây là thành tựu nổi bật, giúp tăng cường tính bảo mật và hiệu quả của truyền thông lượng tử đường dài.
QKD sử dụng photon để truyền khóa mã hóa thông qua sợi quang, đảm bảo an toàn hơn đáng kể so với các mạng truyền thông hiện có. Theo các nhà nghiên cứu, thành tựu này mang lại triển vọng gửi thông tin được bảo mật lượng tử giữa các khu vực đô thị, đặt nền móng cho việc xây dựng mạng internet lượng tử trong tương lai.
Công nghệ tiên tiến: Ổn định băng tần kép
Kỹ thuật ổn định băng tần kép được Toshiba phát triển đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì độ chính xác của pha quang học khi truyền tín hiệu qua hàng trăm km sợi quang. Hai tín hiệu tham chiếu với các bước sóng khác nhau được sử dụng để triệt tiêu dao động pha và điều chỉnh tín hiệu lượng tử.
Nhờ đó, các nhà nghiên cứu có thể giữ pha quang học trong một phần nhỏ của bước sóng với độ chính xác hàng chục nanomet, ngay cả trên những khoảng cách truyền tải dài.
Tương lai của truyền thông lượng tử
Ứng dụng chính của kỹ thuật này hiện tại là phân phối khóa lượng tử đường dài. Toshiba cũng đã thành lập doanh nghiệp thương mại tại Cambridge để đẩy mạnh ứng dụng thực tế.
Bước tiến mới này tiếp nối thành công vào năm ngoái khi Toshiba và BT lắp đặt mạng lưới bảo mật lượng tử công nghiệp đầu tiên tại Anh. Với các kỹ thuật tiên tiến, các nhà nghiên cứu kỳ vọng sẽ sớm mở rộng khoảng cách truyền tải và kết nối các khu vực trên toàn cầu.
Quan điểm chuyên gia về triển vọng công nghệ
Giáo sư Tim Spiller, Giám đốc Công nghệ Thông tin Lượng tử tại Đại học York, đánh giá đây là “cách tiếp cận thanh lịch” để tăng gấp đôi khoảng cách truyền thông lượng tử. Ông nhấn mạnh rằng, mặc dù tốc độ khóa mã hóa hiện tại còn khiêm tốn, nhưng công nghệ này mở ra triển vọng lớn trong việc kết nối các thành phố và thậm chí là các lục địa.
Tuy nhiên, việc sử dụng sợi quang để kết nối lục địa gặp nhiều thách thức do yêu cầu sử dụng các bộ khuếch đại. Theo giáo sư Spiller, giải pháp khả thi nhất là thông qua truyền tín hiệu từ mặt đất đến vệ tinh, một công nghệ đã được thử nghiệm thành công ở Trung Quốc.
Hướng đi mới: Công nghệ quang tử lượng tử
Tại Vương quốc Anh, nhóm nghiên cứu tại Đại học Bristol đã phát triển công nghệ quang tử lượng tử trên chip, giúp tích hợp hàng trăm nguồn photon trên một chip duy nhất. Công nghệ này hứa hẹn đưa truyền thông lượng tử vào thực tiễn thương mại.
Ngoài ra, ứng dụng QKD không gian trống giữa các thiết bị cầm tay và thiết bị đầu cuối gắn tường đang được thử nghiệm, mở đường cho việc bảo mật thông tin tầm ngắn giữa người dùng di động và nhà cung cấp dịch vụ.
Tương lai sáng lạn với sự hỗ trợ từ EU
Dự án H2020 OpenQKD của EU đang tài trợ cho các nghiên cứu của Toshiba, nhằm thúc đẩy triển khai và áp dụng công nghệ phân phối khóa lượng tử trong thực tiễn. Với sự hợp tác của các đối tác như Corning, những giải pháp tối ưu đang được thiết kế để đơn giản hóa và mở rộng phạm vi ứng dụng.
Truyền thông lượng tử không chỉ là tương lai của tự động hóa công nghiệp mà còn là chìa khóa mở ra kỷ nguyên mới về bảo mật và kết nối toàn cầu.
Tham khảo thêm các thông tin thú vị với Insight, lựa chọn sản phẩm đo lường với TECOTEC và đừng quên tìm đến chúng tôi khi bạn cần các giải pháp cho doanh nghiệp của mình!
