Новости

Jun 30, 2023

Длинный

19 апреля 2023 г. Это

19 апреля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

по ИКФО

Квантовая телепортация — это метод, позволяющий передавать квантовую информацию между двумя удаленными квантовыми объектами, отправителем и получателем, используя в качестве ресурса явление, называемое квантовой запутанностью.

Уникальная особенность этого процесса заключается в том, что фактическая информация не передается путем отправки квантовых битов (кубитов) через канал связи, соединяющий две стороны; вместо этого информация уничтожается в одном месте и появляется в другом без физического перемещения между ними. Это удивительное свойство становится возможным благодаря квантовой запутанности, сопровождающейся передачей классических битов.

В настоящее время существует глубокий интерес к квантовой телепортации в области квантовых коммуникаций и квантовых сетей, поскольку она позволит передавать квантовые биты между узлами сети на очень большие расстояния, используя ранее общую запутанность.

Это поможет интеграции квантовых технологий в существующие телекоммуникационные сети и расширит сверхбезопасную связь, обеспечиваемую этими системами, на очень большие расстояния. Кроме того, квантовая телепортация позволяет передавать квантовую информацию между различными видами квантовых систем, например, между светом и материей или между различными типами квантовых узлов.

Квантовая телепортация была теоретически предложена в начале 90-х годов, и экспериментальные демонстрации были проведены несколькими группами по всему миру. Хотя научное сообщество накопило обширный опыт проведения этих экспериментов, до сих пор остается открытым вопрос о том, как практически телепортировать информацию, обеспечивая надежную и быструю квантовую связь по расширенной сети.

Кажется очевидным, что такая инфраструктура должна быть совместима с существующей телекоммуникационной сетью. Кроме того, протокол квантовой телепортации требует применения последней операции к телепортированному кубиту, зависящей от результата измерения телепортации (передаваемого классическими битами), чтобы передать информацию достоверно и с более высокой скоростью, что является особенностью называется активной прямой связью.

Это означает, что получателю требуется устройство, известное как квантовая память, которое может хранить кубит, не ухудшая его качество до тех пор, пока не будет реализована окончательная операция. Наконец, эта квантовая память должна иметь возможность работать мультиплексно, чтобы максимизировать скорость телепортации информации, когда отправитель и получатель находятся далеко. На сегодняшний день ни одна реализация не включила эти три требования в одну демонстрацию.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, исследователи ICFO Дарио Лаго-Ривера, Елена В. Раконьяк, Самуэле Гранди под руководством профессора ICREA из ICFO Хьюга де Ридматтена сообщили о достижении телепортации квантовой информации на большие расстояния от фотона к твердому телу. государственный кубит, фотон, хранящийся в мультиплексированной квантовой памяти.

Техника включала использование активной схемы прямой связи, которая вместе с мультимодальностью памяти позволила максимизировать скорость телепортации. Предложенная архитектура была совместима с телекоммуникационными каналами и, таким образом, обеспечивала будущую интеграцию и масштабируемость для квантовой связи на большие расстояния.

Команда построила две экспериментальные установки, которые на жаргоне сообщества обычно называются Алисой и Бобом. Две установки были соединены оптическим волокном длиной 1 км, намотанным на катушку, чтобы имитировать физическое расстояние между сторонами.