"Magiczne" eksperymenty ze splątanymi cząstkami trwają, gdyż pamięć multipleksowa zapewniła teleportację informacji kwantowej na 1 km



Teleportacja kwantowa to metoda, która pozwala na przeniesienie informacji kwantowej pomiędzy dwoma odległymi obiektami dzięki zjawisku splątania. Unikalną cechą tego procesu jest to, że informacja nie przemieszcza się, ale jest niszczona w jednym punkcie i powstaje w innym. Wykorzystując nowe podejście, katalońscy naukowcy osiągnęli kwantową teleportację z fotonu do półprzewodnikowego qubitu na odległość 1 km. Świat kwantowy nie jest aż tak daleki od naszego, choć jego prawa często wydają się nam dziwne i kontrintuicyjne. Jednak ważne wiadomości z fizyki kwantowej pojawiają się dosłownie każdego dnia i czasem praca fizyków w naszych oczach z nauki zmienia się w magię i obrasta mitami. Uderzającym przykładem jest teleportacja kwantowa, wokół której nagromadziło się tyle nieporozumień, że nawet dziennikarze naukowi zwykle nie potrafią poprawnie opisać takich eksperymentów.

Teoretycznie teleportacja kwantowa została opisana na początku lat 90. Od tego czasu kilka grup naukowców potwierdziło eksperymentalnie możliwość realizacji tego zjawiska, choć dokładnie sposób jego zastosowania w praktyce pozostaje kwestią otwartą. Oczywiście, taka infrastruktura musi być kompatybilna z istniejącą telekomunikacją.

Ponadto protokół teleportacji kwantowej wymaga zastosowania aktywnej operacji wyprzedzania dla teleportowanego qubitu, co zapewnia dużą szybkość i niezawodność transferu informacji. Wreszcie, pamięć kwantowa musi działać w trybie multipleksowym, aby zmaksymalizować szybkość teleportacji na duże odległości. Dotychczas nie zademonstrowano wszystkich trzech warunków w jednym układzie.

Naukowcy z Katalońskiego Instytutu Studiów Zaawansowanych (ICREA) poinformowali o osiągnięciu kwantowej teleportacji na dużą odległość informacji z jednego fotonu do drugiego, który znajdował się w multipleksowej pamięci kwantowej. Metoda ta obejmowała wykorzystanie schematu aktywnego lookahead, co w połączeniu z wielomodalnością pamięci pozwala na przesunięcie prędkości danych do granic możliwości. Zaproponowana architektura jest kompatybilna z nowoczesnymi kanałami telekomunikacyjnymi, pisze Science Daily.



Badacze zbudowali układ eksperymentalny składający się z dwóch węzłów, "Alice" i "Bob", oddzielonych cewką światłowodu o długości 1 km. W "Alice" naukowcy wykorzystali specjalny kryształ do stworzenia dwóch splątanych fotonów, sygnałowego i jałowego, zgodnego z infrastrukturą telekomunikacyjną. Pierwszy foton był przechowywany w multipleksowanej pamięci półprzewodnikowej, a foton telekomunikacyjny wysyłany był do Boba. Tam znajdował się kolejny kryształ z trzecim fotonem, w którym zakodowany był bit kwantowy.

Cytat:    Gdy tylko dotarł drugi foton, wszedł w interakcję z trzecim - w tzw. stanie Bella. Ponieważ pierwszy i drugi foton były początkowo splątane, informacja została przekazana z trzeciego fotonu do pierwszego, który pozostał u Alicji, kilometr od Boba.

Zespół nie zamierza na tym poprzestać i planuje zwiększyć odległość teleportacji kwantowej przy zachowaniu wysokiej wydajności i szybkości. Ich drugim celem jest zbadanie możliwości wykorzystania metody do przekazywania informacji pomiędzy różnymi typami węzłów kwantowych. Na początku XXI wieku japoński fizyk Masahiro Hotta wysunął pomysł kwantowej teleportacji energii, a nawet opracował jej teoretyczne uzasadnienie. A na początku tego roku jego amerykański kolega ogłosił pierwszą udaną teleportację energii przy użyciu konwencjonalnego komputera kwantowego.

---

Amon
www.strefa44.pl
www.strefa44.com.pl