Onderzoekers zijn wereldwijd aan het werk om een niet-af-te-luisteren internet te bouwen gebaseerd op verstrengeling – de onzichtbare quantumfysische band tussen deeltjes. Een grote uitdaging is dat deze verstrengeling bij elk nieuw knooppunt zwakker wordt. Onderzoekers uit Delft en Oxford zijn er nu in geslaagd om een sterke verstrengelingsverbinding te distilleren uit meerdere zwakkere verbindingen. Deze doorbraak maakt het op korte termijn mogelijk om voor het eerst rudimentaire quantumnetwerken te bouwen, en levert meteen een essentieel element voor een toekomstig quantum-internet.
Veilige communicatie is een van de grootste uitdagingen in dit digitale tijdperk. Over de hele wereld werken wetenschappers aan nieuwe methoden om écht veilige netwerken te realiseren, gebaseerd op de wetten van de quantummechanica. In zulke netwerken is het fundamenteel onmogelijk om ongemerkt afgeluisterd te worden, maar het maken van sterke verbindingen in deze netwerken, gebaseerd op het krachtige maar kwetsbare principe van quantumverstrengeling, is een grote uitdaging.
De onderzoeksgroep van Ronald Hanson bij QuTech is beroemd door het realiseren van verbindingen gebaseerd op quantumverstrengeling. Met behulp van lichtdeeltjes zijn de wetenschappers in staat om de quantuminformatie te verbinden over macroscopische afstanden tot ruim een kilometer. De onderzoekers toonden eerder al de kracht van zo’n verbinding aan: verstrengeling is onzichtbaar voor een tussenpersoon en de informatie kan niet worden afgeluisterd.
Ronald Hanson: ‘Nu gaan we een belangrijke stap verder. Waar we eerst verstrengde informatie realiseerden tussen twee elektronen in twee diamanten, gebruiken we nu ook één van de aanwezige kernspins in iedere diamant om de verstrengelde informatie tijdelijk op te slaan.’ Terwijl de informatie veilig is opgeslagen, verstrengelen de onderzoekers de elektronen opnieuw. Dan zijn er twee verbindingen. Door deze op een slimme manier met elkaar te combineren, kan uit die zwakkere verbindingen één sterkere verstrengelde verbinding worden gemaakt, een beetje zoals whisky wordt gedistilleerd uit lager-alcoholische basisingrediënten. Deze methode opent belangrijke deuren voor het quantum-internet.