Сразу две группы ученых из Китая и Канады заявили об успешном завершении экспериментов по телепортации частиц на 6 и 7 километров, используя обычные «городские» каналы оптоволоконной связи, говорится в статьях, опубликованных в журнале Nature Photonics.
Квантовая телепортация была впервые описана на теоретическом уровне в 1993 году группой физиков под руководством Чарльза Бенетта. По их идее, атомы или фотоны могут обмениваться информацией на каком угодно расстоянии в том случае, если были «запутаны» на квантовом уровне.
Для этого процесса необходим обычный канал связи, без которого мы не можем прочитать состояние запутанных частиц, из-за чего такую «телепортацию» нельзя использовать для передачи данных на астрономические расстояния. Несмотря на такое ограничение, квантовая телепортация чрезвычайно интересна физикам и инженерам по той причине, что ее можно использовать для передачи данных в квантовых компьютерах и для шифрации данных.
Физики из университета Хэфэя (Китай) и университета (Калгари) одновременно заявили о том, что им удалось совершить подобную телепортацию не в лаборатории, а используя «нормальное» городское оптоволокно с помощью необычной методики «транспортировки».
В классической процедуре квантовой телепортации участвует две стороны, отправитель-»Алиса» и получатель-»Боб». Если «Алиса» хочет телепортировать какую-то другую частицу «Бобу», то она одновременно замеряет состояние, в котором находились обе ее частицы, и передает результаты замера по обычной линии связи «Бобу».
Во время этого замера связь между «запутанными» частицами разрушается, и частица «Боба» переходит в те состояния, в которых находилась частица «Алисы» во время телепортации. Чтобы узнать, в каком именно состоянии она находилась, необходимы данные замеров, которые «Боб» может использовать для получения данных о свойствах частицы.
Ученые из Китая и Канады добавили в эту схему еще третьего «игрока» — промежуточное звено «Чарли». Оно имитирует передаточное звено в будущей квантовой компьютерной сети или центральный процессор квантового компьютера, соединенный с банками памяти в виде «Алисы» или «Боба».
Добавление «Чарли», как пишут Цзян-Вэй Пань (Jian-Wei Pan) из университета Хэфэя и Вольфганг Титтель (Wolfgang Tittel) из университета Калгари, позволило перенести все самые сложные и дорогие компоненты, производящие все квантовые замеры и требующие охлаждения до почти абсолютного ноля, внутрь этого «посредника». Это заметно упростило работу «телепортатора» и понизило стоимость «Алисы» и «Боба».
Китайские ученые телепортировали кубиты, а их канадские коллеги — запутанные пары фотонов, так как они преследовали разные цели. Так, физики из Хэфэя планируют использовать свое «ноу-хау» для создания квантовых компьютеров, а их конкуренты из Калгари — для разработки новых систем квантового шифрования.
Пока ни та, ни другая технология не пригодны для практического использования — «телепортатор» китайских ученых передает не более двух кубитов в час, а разработка их коллег из Канады передает около 17 связанных фотонов в минуту, но при этом имеет сильные ограничения для использования на практике.
Как надеются физики, в ближайшие годы ситуация улучшится на порядки по мере создания более чистых и надежных однофотонных излучателей и приемников фотонов. Они позволят обмениваться телепортируемыми частицами на более приемлемых скоростях. Когда эти проблемы будут решены, на Земле может появиться первый квантовый интернет, заключают физики.
Свежие комментарии