Naukowcy dokonali teleportacji kwantowej! Wielki sukces potwierdzony

Przełom w teleportacji kwantowej

Jak wyjaśniają sami zainteresowani, sukces zawdzięczają pamięci kwantowej opartej na zbiorach jonów erbu, naturalnie działającej w telekomunikacyjnym paśmie C (długość fali około 1,5 mikrometra). Eliminuje to konieczność konwersji częstotliwości, co stanowiło główną barierę w poprzednich eksperymentach. Wcześniejsze próby teleportacji kwantowej utrudniała potrzeba konwersji sygnałów między różnymi częstotliwościami, co utrudniało integrację z rzeczywistymi sieciami. Zespół, na czele którego stanął Xiao-Song Ma, znalazł rozwiązanie tego problemu. Bardzo istotny pozostaje fakt, iż wykorzystany na potrzeby eksperymentów układ zawierał komponenty kompatybilne z istniejącymi sieciami światłowodowymi.

Czytaj też: Od teorii do praktyki z kropkami kwantowymi. Hongkońscy naukowcy wreszcie uwolnili ich pełny potencjał

Badacze skonstruowali system z pięciu modułów: przygotowania stanu wejściowego, źródła splątanych fotonów na chipie fotonicznym, modułu pomiaru stanu Bella, pamięci kwantowej z jonów erbu oraz systemu dystrybucji częstotliwości z precyzyjnym strojeniem Bezpośrednia kompatybilność z obecną infrastrukturą to znaczący krok naprzód. Jak zaznaczają naukowcy, praca w standardowym paśmie telekomunikacyjnym pozwala na płynną współpracę z dzisiejszymi sieciami. Włączenie pamięci kwantowej do teleportacji to klucz dla przyszłych sieci. W przeciwieństwie do sieci klasycznych, gdzie sygnał można kopiować i wzmacniać, sieci kwantowe wymagają specjalnych metod do przesyłania informacji na duże dystanse.

Jak to właściwie działa i czy istnieją praktyczne zastosowania?

Pamięci te działają jak przekaźniki w sieci kwantowej. Umieszczone w strategicznych punktach, przechowują informację kwantową do czasu nawiązania splątania kwantowego w kolejnych segmentach. To niezbędne dla pokonywania dużych odległości. Skuteczność metody potwierdzono zaawansowaną tomografią stanu kwantowego. Wierność zarówno przesłanego stanu, jak i całego procesu przekroczyła klasyczne granice, dowodząc kwantowego charakteru transmisji. Zespół stojący za ostatnimi dokonaniami nie uważa pracy za zakończoną. Kolejne cele, które naukowcy będą chcieli osiągnąć, to poprawa parametrów pamięci półprzewodnikowej. Ma to obejmować wydłużenie czasu przechowywania danych i zwiększenie wydajności ich zachowywania. Oba czynniki są kluczowe dla realnego wdrożenia, lecz zapewne będą wymagały jeszcze nieco czasu.

Czytaj też: Nowy stan materii kwantowej wstrząsnął światem. Wykazuje zaskakującą odporność na promieniowanie

Główny autor badań w tej sprawie mówi o kompatybilnej z telekomunikacją platformie do generowania, przechowywania i przetwarzania kwantowych stanów światła stanowi. Dostęp do niej pozwala na śmiałe rozpatrywanie scenariuszy, w których ludzkość zaczyna korzystać z wielkoskalowych sieci kwantowych. I tak właśnie można byłoby podsumować najnowsze doniesienia: chiński eksperyment pokazuje, że internet kwantowy to coraz mniej abstrakcyjna wizja. Kompatybilność z obecną infrastrukturą światłowodową istotnie zmniejsza technologiczną przepaść. Mimo to, tworzenie wydajnych sieci kwantowych o globalnym zasięgu pozostaje wyzwaniem. Jeśli naukowcy dopną swego, to zaczniemy funkcjonować w świecie zupełnie innym, niż obecny.