es.wedoany.com Noticia: Recientemente, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) reveló los últimos avances en infraestructura de redes cuánticas, con enfoques clave que incluyen bancos de pruebas regionales de redes cuánticas, repetidores cuánticos, memorias cuánticas, detectores de fotones avanzados, enlaces satelitales e infraestructura abierta para instituciones de investigación y startups. Esta dirección forma parte importante del próximo sistema de comunicación e información, con el objetivo de conectar computadoras cuánticas, sensores cuánticos y nodos de comunicación cuántica, proporcionando una nueva base de red para mediciones de alta precisión, comunicaciones seguras y cálculos complejos.
La diferencia entre una red cuántica e Internet tradicional radica en que la red tradicional transmite bits clásicos compuestos por 0 y 1, mientras que la red cuántica maneja qubits. Los qubits pueden estar en estados de superposición y también pueden formar correlaciones con nodos distantes a través del entrelazamiento, lo que otorga a la red cuántica el potencial de conectar sensores cuánticos distribuidos y recursos de computación cuántica. La NSF propone que las redes cuánticas podrían usarse en el futuro para la predicción de terremotos, monitoreo agrícola, detección de ondas gravitacionales, ciencia de materiales y descubrimiento de fármacos, así como para proporcionar capacidades de posicionamiento sin GPS en entornos como túneles, bajo el agua o espacios subterráneos donde las señales satelitales son limitadas. Para la industria de las comunicaciones, este tipo de red ya no solo mejora el ancho de banda o reduce la latencia, sino que cambia la forma subyacente de la información, transformando potencialmente la red de comunicación de un "canal de transmisión de datos" a una "plataforma colaborativa de detección, computación y capacidades de seguridad".
Actualmente, la ingeniería de redes cuánticas aún enfrenta limitaciones significativas. Los estados cuánticos son extremadamente susceptibles a la temperatura, las perturbaciones ambientales y la pérdida de transmisión; la distancia de propagación de las señales cuánticas en fibra óptica o en la atmósfera es limitada, y la información cuántica no puede copiarse ni amplificarse directamente como las señales tradicionales.
Esta es la razón por la que la NSF ha priorizado los repetidores cuánticos, las memorias cuánticas de larga duración y los detectores de fotones avanzados. Los repetidores cuánticos deben almacenar, reenviar y extender los enlaces sin destruir el estado cuántico, y son componentes clave para que las redes cuánticas pasen del laboratorio a la infraestructura urbana, los sistemas energéticos y las comunicaciones interregionales. Las inversiones relacionadas también incluyen el banco de pruebas regional QuantumGrid en Chattanooga, Tennessee, que utiliza cables de fibra óptica subterráneos existentes para probar señales cuánticas y explora planos para redes cuánticas y centros de computación comercializables en aplicaciones de redes eléctricas. El Center for Quantum Networks, apoyado por la NSF, también está avanzando en pruebas integrales que van desde la fibra óptica hasta plataformas de comunicación satelital, buscando establecer una pila tecnológica completa capaz de conectar procesadores cuánticos y transmitir datos cuánticos.
El progreso futuro de la industrialización dependerá de la fiabilidad de los repetidores cuánticos, la vida útil de las memorias cuánticas, la eficiencia de detección de fotones, la coordinación de enlaces satelitales, la adaptación de la fibra óptica subterránea urbana y la oferta de talento cuántico. A medida que la NSF impulsa simultáneamente el Laboratorio Virtual Nacional de Cuántica, la Red de Infraestructura de Nanotecnología y Cuántica con 100 millones de dólares y el programa NSF X-Labs con 1.500 millones de dólares, las redes cuánticas están pasando gradualmente de ser un tema de investigación de vanguardia a una fase de construcción de infraestructura. Para la industria de la información y las comunicaciones, esta dirección no reemplazará las redes de Internet y comunicaciones móviles existentes a corto plazo, pero creará puntos de entrada de aplicación en escenarios como la seguridad de la red eléctrica, la navegación en entornos especiales, la computación científica, las comunicaciones de defensa y la detección de alta gama.
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