Міжнародна група вчених, серед яких дослідники з Paderborn University, здійснила першу телепортацію квантового стану фотона між двома незалежними квантовими точками. Йдеться не про фізичне переміщення частинки, а про передачу її властивостей – зокрема поляризації – іншому фотону. Про це пише Sciencedaily.
Дивіться також Бджоли вміють рахувати – нове дослідження
Що означає телепортація фотона і чому це важливо?
Експеримент став важливим кроком до створення масштабного квантового інтернету, який обіцяє надзвичайно захищений обмін даними.
У ході роботи вчені використали відкритий оптичний канал довжиною 270 метрів, що з’єднав два різні джерела фотонів. Таким чином вдалося довести, що квантова інформація може передаватися між незалежними пристроями – це ключова умова для побудови майбутніх квантових мереж.
Дослідження стало результатом майже десятирічної роботи. Команда під керівництвом професора Клауса Йонса співпрацювала з науковцями з Sapienza University of Rome, зокрема групою професора Рінальдо Тротти. Разом вони розробляли методи оптичних вимірювань, аналізу даних і створення квантових джерел світла.
Ключову роль у досягненні відіграло явище квантової заплутаності. Воно дозволяє пов’язувати властивості частинок так, що зміни однієї миттєво відображаються на іншій. Саме це дає змогу передавати інформацію у квантових системах без прямого перенесення об’єктів.
Як пише Scitechdaily, раніше подібні експерименти проводилися лише з фотонами, створеними одним джерелом. Використання окремих квантових випромінювачів довгий час залишалося складним завданням, але тепер його вдалося реалізувати.
Для досягнення результату вчені поєднали кілька технологій: точне створення квантових точок, нанофабрикацію резонаторів і оптичні квантові системи. У роботі також брали участь інші європейські установи, зокрема Johannes Kepler University Linz і University of Würzburg.
Сам експеримент проходив у Римі: між двома будівлями проклали відкритий оптичний канал. Система використовувала синхронізацію через GPS, надшвидкі детектори одиничних фотонів і технології стабілізації для компенсації атмосферних перешкод.
Якість телепортації, відома як точність збереження квантового стану, досягла рівня до 82 ± 1%. Це перевищує класичні обмеження більш ніж на 10 стандартних відхилень, що підтверджує надійність результату.
Наступним кроком стане реалізація так званого "обміну заплутаністю". Це дозволить створити квантові ретранслятори – ключові елементи майбутнього квантового інтернету, які забезпечать передачу сигналу на великі відстані.
Паралельно інша команда з Німеччини також повідомила про схожі результати, використовуючи інший підхід. Разом ці досягнення демонструють швидкий прогрес у квантових технологіях і наближають появу нових систем зв’язку.