Учёные впервые телепортировали квантовую информацию между фотонами из разных источников

Исследователи из Штутгартского университета впервые осуществили квантовую телепортацию между фотонами, созданными разными квантовыми точками. Этот прорыв является важным шагом на пути к созданию защищённых квантовых сетей и квантовых повторителей.

Профессор Питер Михлер, руководитель исследования, заявил: «Впервые в мире нам удалось передать квантовую информацию между фотонами, происходящими из двух разных квантовых точек». В квантовой связи фотоны служат носителями информации, а их поляризация кодирует ноль или единицу. Любая попытка перехвата изменяет состояние фотонов и обнаруживается.

Световые кванты из разных квантовых точек никогда ранее не телепортировались, поскольку это чрезвычайно сложно

Основная проблема современных квантовых коммуникаций — ограниченная дальность передачи по оптическим волокнам. Квантовую информацию нельзя усилить или скопировать, как обычные сигналы. Решением стали квантовые повторители, использующие явление телепортации — передачи неизвестного квантового состояния от одной частицы к другой.

Команда разработала полупроводниковые источники света, излучающие почти идентичные фотоны. Ключевым элементом стали «квантовые преобразователи частоты», которые корректируют небольшие расхождения в характеристиках фотонов от разных источников.

В эксперименте состояние поляризации фотона из одной квантовой точки было телепортировано фотону из второй точки, соединённых 10 метрами оптического волокна. Текущая точность телепортации превышает 70%. Ранее команда уже демонстрировала сохранение квантовой запутанности при передаче на 36 км через центр Штутгарта.

Исследование проводилось в рамках национального проекта «Quantenrepeater.Net» при поддержке Федерального министерства исследований Германии. Учёные продолжают работу над увеличением дистанции передачи и повышением точности телепортации.

Квантовая телепортация не передаёт материальные объекты, а лишь копирует квантовое состояние одной частицы на другую. Первые успешные эксперименты по квантовой телепортации были проведены ещё в 1997 году, но только сейчас технология приближается к практическому применению в защищённых сетях связи.