Мислехме, че телепортацията е научна фантастика, но китайците вече изпращат фотони през телекомите

Добре дошли в мрежата, където частиците са заплетени завинаги.

Учени от университета в Нанкин за първи път осъществиха квантова телепортация на фотонен кубит с телекомуникационна дължина на вълната в твърдотелна квантова памет. Това постижение може да бъде важна стъпка към създаването на квантов интернет – мрежа, в която информацията се предава мигновено и сигурно, като се използват принципите на квантовата физика.

Квантовата телепортация позволява квантовото състояние на дадена частица да бъде пренесено на разстояние, без да се премества самата частица или да се измерва директно. Въпреки че подобни експерименти са правени и преди, те обикновено използваха преобразуване на честотата. В новото изследване обаче всичко се извършва директно в телекомуникационния диапазон, т.е. в същите дължини на вълните, които вече се използват в съвременните оптични мрежи.

Основната задача на екипа, ръководен от Хсиао-Сун Ма, е била да интегрира твърдотелна квантова памет, работеща в телекомуникационния диапазон, в система за телепортация. Тази памет играе ключова роля в мащабируемите квантови мрежи, тъй като може временно да съхранява квантовата информация, докато се установят заплетените състояния между мрежовите възли.

За експеримента изследователите са използвали пет компонента: подготовка на началното състояние, генератор на заплетени фотонни двойки върху интегрирана фотонна схема, измерител на състоянието на Бел, квантова памет на базата на ербиеви йони, както и модул за разпределение на честотата с фина настройка. Последният се основава на резонатора на Фабри-Перо и техниката за стабилизиране на честотата PDH.

Експериментът показа, че преносът на квантова информация е възможен с помощта на компоненти и оптични честоти, които са напълно съвместими със съществуващата телекомуникационна инфраструктура. Това прави технологията практически приложима и приближава реализацията на пълноценен квантов интернет.

Според Ма тяхната система е първата, при която телекомуникационни фотони са били успешно телепортирани в твърдотелната квантова памет на ербиеви йони. Целият хардуер е напълно съвместим със съществуващите оптични мрежи. Екипът разглежда своята платформа като обещаваща основа за мащабируеми квантови мрежи.

В по-нататъшните си изследвания учените планират да се съсредоточат върху подобряването на характеристиките на квантовата памет – да увеличат времето за съхранение и да подобрят нейната ефективност. Всичко това е необходимо, за да могат квантовите мрежи да предават информация на големи разстояния без загуби и с висока надеждност.