Публикации
Технологии телепортации
Овладение технологиями телепортации квантового состояния частиц на большие расстояния обещает создание коммуникационных сетей нового типа, высокоскоростных и практически недоступных для взлома. В свежем номере журнала Nature Photonics сразу две команды разработчиков сообщили о больших успехах в этой направлении: канадские ученые добились телепортации фотонов на 6,2 километра, а их коллеги из Шанхая — на 14,7 километра в условиях современного мегаполиса.
Технологии телепортации базируются на явлении квантовой запутанности, при котором состояния двух (или большего количества) частиц становятся взаимозависимы. Любые изменения, происходящие с частицей, моментально сказываются на всех остальных «спутанных» с ней. Чтобы телепортировать фотон 1 по каналу квантовой связи, получателю сигнала (традиционно его называют Боб) требуется заранее подготовить пару спутанных фотонов 2 и 3, и передать один из них отправителю (Алисе). У Алисы оказывается два фотона (1 и 3), и она измеряет их квантовое состояние, передавая результат Бобу обычным каналом связи. Измерения, проведенные Алисой над фотоном 3, отразились на спутанном с ним фотоне 2, оставшемся у Боба. Это позволяет Бобу восстановить исходное состояние фотона 1.
На практике подобная система обычно организуется так, что фотон 2 у Боба приобретает ту же поляризацию, которую имел первоначальный фотон 1 Алисы. При этом сам фотон 1 разрушается, а у Боба оказывается фотон, идентичный ему. К сожалению, многочисленные технические проблемы пока что затрудняют сохранение запутанного состояния частиц в течение достаточного долгого времени, а также их передачу.
Обозреватели единогласно объявили эти результаты прорывом гораздо более важным, чем эксперименты на Канарских островах, проведенные при помощи мощных лазеров. Обычные линии связи подвержены действию температурного шума, вызывающего постоянные микроскопические изменения длины кабеля. На работе традиционных систем связи это не сказывается, однако для создания квантового канала Титтелю, Паню и их коллегам пришлось решить ряд сложных технических проблем, компенсируя эти колебания.
Ранее физики из американского Национального института стандартов и технологий (NIST) продемонстрировали успешную телепортацию по оптоволокну более чем на 100 километров, но работа проводилась с использованием специальной линии связи и успешно передать удалось лишь около 1 процента фотонов. Подробно о квантовой запутанности, телепортации, Алисе и Бобе можно прочесть в нашей «Квантовой азбуке».
Источник: