Американським фізикам нещодавно вдалося поставити новий рекорд у квантовій телепортації: команда Національного інституту стандартів і технологій (National Institutes of Standards and Technology, NIST) перенесла квантову інформацію по скловолокну на відстань 100 км. Попередній рекорд становив 25 км. Йдеться не про найдальшу телепортацію взагалі, а про найдовше скловолокно, що стало каналом для перенесення даних. Здійснений експеримент засвідчує практичну доцільність створювати такі мережеві структури, йдеться в повідомленні Інституту (Боулдер, Колорадо).
Телепортація не має нічого спільного з «випроміюванням» людей чи предметів, як показують у деяких науковофантастичних фільмах. Натомість транспортують інформацію, що потрапляє в структуру надшвидкого комп’ютера, захищеного від прослуховування.
Науковці на чолі з Гірокі Такесу (Hiroki Takesue), запрошеного до NIST науковця, описали свої досліди в журналі Optica. Для телепортації квантової інформації спочатку схрестили дві світлові частинки, отримавши один спільний квантовофізичний стан. Обидві частинки потім роз’єдналися просторово, не руйнуючи спільного стану. Один з фотонів попрямував до отримувача, інший заліг у віправникові, в телепортованій інформації.
Стан фотона, що віддаляється, змінюється автоматично. В такий спосіб передають інформацію. Оскільки фотон, що віддаляється, точно можна зчитати лише один раз, будь-яке перехоплення інформації не помітити неможливо. Отже, квантова мережа комунікацій з фізичних причин не підлягає прослуховуванню.
Науковці з NIST відправили схрещені фотони не до місця, розташованого за 100 км, а крізь скловолокно, завдовжки 102 км. Інші вчені переносили квантову інформацію й на більші дистанції, та не за допомогою скловолокна, а просто через повітря. Така технологія могла б пригодитися супутниковим мережам квантової комунікації, проте технічне застосування її на Землі ускладнене: можливі лише точні відрізки, які неможливо заблокувати оптично. Скловолокно, натомість, можна використовувати як звичайний кабель.
Дотепер найбільшою відстанню, на яку передавали квантову інформацію скловолокном, було 25 км. Згідно з доповіддю NIST, новий рекорд став можливим завдяки розвиткові високочутливого детектора, що може сприймати додаткові світлові частинки (фотони).
«Лише близько 1 % фотонів проходить відстань 100 км по скловолокну, – пояснює співавтор Марті Стівенс (Marty Stevens) в повідомленні від NIST. – Ми б ніколи не здійснили цього експерименту без нових детекторів, які вимірюють навіть такий неймовірно слабкий сигнал».
Техніка дає змогу розробляти так званий квантовий ретранслятор, з допомогою якого мережа далекого радіусу дії зможе значно розширитися. І якщо все йтиме добре, то з часом виникне такий собі квантовий Інтернет.
Forschern gelingt Rekord in Quantenteleportation
Die Welt, 22/09/15
Зреферувала Соломія Кривенко
23.09.2015