Tolimiausia (kol kas) kvantinė teleportacija

Atliktame eksperimente šviesos dalelės kvantinė būsena (sukimosi kryptis) akimirksniu nukeliavo 25 kilometrus optiniu kabeliu, ir tapo kol kas tolimiausia sėkminga kvantine teleportacija. Kvantinės teleportacijos pažanga gali suteikti didesnį interneto ir ryšių saugumą, ir priartinti mokslininkus prie kvantinių kompiuterių sukūrimo.

Maždaug prieš penketą metų mokslininkai kvantinę informaciją, pavyzdžiui dalelės spiną, galėjo teleportuoti vos keletą metrų. Dabar gali šią informaciją perduoti keletą kilometrų. [Twisted Physics: 7 Mind-Blowing Findings]

Kvantinė teleportacija nereiškia, kad žmogus iš Niujorko iškart gali atsidurti Londone, ar kosminiame erdvėlaivyje, kaip televizijos filme „Star Trek“. Fizikai negali iškart perkelti materijos, bet gali akimirksniu kvantiniu teleportavimu perkelti informaciją. Tai įmanoma dėl keistos kvantų mechanikos savybės – susietumo.

Kvantinis susietumas atsitinka, kai dvi subatominės dalelės lieka susietos, kad ir kaip toli jos būtų viena nuo kitos. Sutrikdžius vieną dalelę, susietoji dalelė taip pat iš karto paveikiama. Neįmanoma nustatyti nei vienos dalelės būsenos jų tiesiogiai neišmatavus, bet vienos dalelės išmatavimas iš karto apsprendžia jos partnerės būseną.

Naujajame, rekordiniame eksperimente, Ženevos universiteto, NASA Reaktyvinės traukos laboratorijos ir Nacionalinio standartų ir technologijos instituto mokslininkai supersparčiu lazeriu leido fotonus. Kartais du fotonai tapdavo susieti. Kai atsirasdavo susieta pora, jie siųsdavo vieną šių fotonų optiniu kabelius ir saugodavo kabelio gale esančiame kristale. Tada tyrėjai paleisdavo trečią šviesos dalelę į kabeliu keliaujantį fotoną. Susidūrę jie vienas kitą panaikindavo.

Nors abu fotonai išnykdavo, susidūrimo kvantinė informacija pasirodydavo kristale, saugančiame antrą susietą fotoną.

Vis tolyn

Kvantinė informacija jau perduodama dešimtis kilometrų, tačiau tai buvo didžiausias atstumas, perduotas optiniu kabeliu, o tada kitame gale užfiksuotas ir įrašytas. Kituose kvantinės teleportacijos eksperimentuose vietoje optinių kabelių informacijos perdavimui naudoti lazeriai. Bet kitaip, nei lazerio metodas, optinio kabelio metodas galiausiai galės būti panaudotas kuriant, tarkime, kvantinius kompiuterius gebančius labai sparčiai skaičiuoti , ar kvantinę kriptografiją, kuri leis sukurti saugius ryšius.

Fizikai mano, kad kvantinė teleportacija leis sukurti saugias bevieles komunikacijas – kas yra labai sunku, bet vis svarbiau skaitmenizėjančiame pasaulyje. Kvantinės teleportacijos pažanga taip pat gali padėti internetinę bankininkystę padaryti saugesne.

Tyimas paskelbtas Nature Photonics.

Kelly Dickerson
Space.com