Ученые провели квантовую телепортацию. И вот как это было

Исследователи Делфтского технологического университета смогли обменяться квантовой информацией между удаленными компьютерами, сделав еще один шаг к созданию квантовой сети будущего.

Ученые запечатлены с одним из трех узлов в сети квантовых вычислений, в которой используются зеркала, фильтры и лазеры для направления электронов в синтетический алмаз. Фото: Marieke de Lorijn / QuTech

В Технологическом университете Делфта в Нидерландах группа физиков использовала технику, называемую квантовой телепортацией, для отправки данных в три физических местоположения, пишет The New York Times.

Команда построила три квантовых узла, названных Алисой, Бобом и Чарли, и соединила их в линию нитями оптического волокна. Затем ученые смогли запутать эти системы, посылая между ними отдельные фотоны — частицы света.

Запутать системы в данном случае означает привести их к такому квантовому состоянию, при котором один представитель системы зависит от состояния другого. Они остаются связанными даже в тот момент, когда между ними отсутствует привычные и хорошо изученные наукой взаимодействия.

Сначала исследователи запутали два электрона: один принадлежит Алисе, другой — Бобу. По сути, электронам был присвоен один и тот же спин, и, таким образом, они были соединены или запутаны в общем квантовом состоянии. Каждый из них хранил одну и ту же информацию: определенную комбинацию 1 и 0.

Узел c именем Алиса — получатель телепортированной квантовой информации. Фото: Marieke de Lorijn / QuTech

После этого исследователи перенесли квантовое состояние на другой кубит, углеродное ядро, внутри синтетического алмаза Боба. Это освободило электрон Боба, и исследователи запутали его с другим электроном, принадлежащим Чарли. Выполнив определенную квантовую операцию над обоими кубитами Боба — электроном и ядром углерода — ученые склеили две запутанности вместе: Алиса + Боб прикрепили к Бобу + Чарли.

Результат: Алиса запуталась с Чарли, что позволило телепортировать данные по всем трем узлам. 

В новом эксперименте узлы сети находились не так далеко друг от друга — между ними было всего около 20 метров. Но предыдущие эксперименты показали, что квантовые системы могут быть запутаны на больших расстояниях.

Есть надежда, что после нескольких лет исследований квантовая телепортация будет работать на многие километры. «Сейчас мы пытаемся проделать тот же опыт за пределами лаборатории», — сообщат специалисты.

Образцы алмазов внутри одного из квантовых компьютеров Делфтского технологического университета. Золотые структуры на поверхности алмаза позволяют управлять квантовым процессором. Фото: Matteo Pompili / QuTech