Телепортация — этот термин у многих может ассоциироваться с фантастикой. Однако физики используют этот процесс в реальности, правда, не для моментального перемещения людей или предметов, а для переноса квантового состояния частицы без ее непосредственного перемещения или обнаружения.
Процесс может стать основой для появления «квантового интернета», более безопасного и быстрого способа передачи информации между устройствами одной сети. Квантовая телепортация ранее уже была экспериментально доказана, но ученые использовали преобразование частоты. Исследователям Нанкинского университета (Китай) удалось совершить квантовую телепортацию в телекоммуникационном диапазоне.
Существующий способ передачи квантовых состояний в оптическом диапазоне требует использования сети доверенных узлов, на каждом запутанные фотоны в закодированном состоянии собираются заново. Разработка китайских ученых позволяет передавать квантовые состояния на большие расстояния. Исследователи представили платформу из пяти структурных компонентов: система для подготовки входного состояния, для генерации запутанных пар фотонов с помощью интегрированного фотонного чипа, для измерения состояния Белла. Последнее звено — квантовая память на основе ансамблей ионов эрбия. Эту часть использовали впервые. Также использовали модуль для распределения частот и точной настройки.
Ученые взяли фотонный кубит, закодированный в свете с той же длиной волны, что и современные средства связи, и передали его в квантовую память. Ее основная роль — распространение и хранение запутанных частиц в квантовой сети. Устройства могут хранить информацию в течение времени, необходимого для установления запутанности во всех сегментах сети. Это позволяет передавать частицы на большие расстояния.
Разработка китайских исследователей может дать импульс для развития квантовых сетей и в перспективе создания надежного квантового интернета. В будущем ученые планируют улучшить характеристики квантовой памяти — увеличить время хранения информации и повысить его эффективность.
Ранее Наука Mail рассказывала, что российские ученые предложили новый способ передачи квантовых данных, который решает проблему «хрупкости» кубитов.
