Физики побили рекорд дальности квантовой телепортации

Ученые поставили новый рекорд квантовой телепортации: они смогли передать квантовые данные по оптоволоконному кабелю на расстояние более 100 километров, перекрыв прежнее достижение в четыре раза. Об этом сообщается в статье,

 в журнале

Optica

. Краткое изложение работы

на сайте Российского квантового центра.

Квантовой телепортацией называется феномен передачи квантовой информации. В упрощенном виде телепортация происходит так: у Алисы (так традиционно называют передающую сторону) есть фотон в определенном состоянии, которое она хочет телепортировать Бобу (так традиционно называют принимающую сторону). Для осуществления телепортации Боб создает пару запутанных фотонов и посылает один из них Алисе.

Получив запутанный фотон, Алиса запутывает его с тем фотоном, состояние которого хочет передать. Затем она производит измерение своих фотонов и по классическому каналу связи передает результаты измерения Бобу. Математика, стоящая за описанием этого процесса, такова, что, зная результаты измерения Алисы, Боб может, не разрушая, поправить состояние своего фотона так, что получит в точности исходное квантовое состояние, которое было у Алисы.

Недавние эксперименты позволили

 дальности телепортации в оптоволокне в 25 километров. При передаче по открытому воздуху ранее

, однако использование оптоволоконных кабелей значительно удобнее для практического применения, поэтому расстояние телепортации именно в кабеле имеет решающее значение для развития квантовых технологий.

Теперь физики из американского Национального института стандартов и технологий (NIST) смогли более чем в четыре раза перекрыть этот рекорд. Группа под руководством Хироки Такесуэ смогла осуществить квантовую телепортацию на расстояние в 102 километра.

Это достижение стало возможным благодаря использованию четырех однофотонных детекторов нового типа – на основе сверхпроводящих нанопроводов из кремнистого молибдена – созданных в NIST. Ученые отмечают, что дистанцию 100 километров могут преодолеть только около 1 процента фотонов, поэтому без детекторов, способных уловить экстремально слабый сигнал, успех эксперимента был бы невозможен.

Авторы исследования отмечают, что их разработка позволит создать квантовые повторители, которые смогут «обновлять» квантовые данные, и таким образом заложить основу «квантового интернета», глобальной сети для передачи квантовой информации.

Квантовая телепортация необходима для систем квантовой криптографии и коммуникаций, в частности, с ее помощью можно передавать шифровальные ключи так, что их будет невозможно перехватить. Разработкой таких систем ведется, в том числе и в России. Так, например, в Российском квантовом центре этим направлением занимается 


Илья Ферапонтов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Американцы составили водную карту поверхности Луны

Основываясь на уточненных спектроскопических данных, американские астрофизики составили первые количественные карты содержания воды на поверхности Луны. Полученные данные показали, что основным источником воды на поверхности Луны является солнечный ветер. А составленные карты могут потом быть использованы для уточнения теоретических моделей поведения летучих веществ на безвоздушных космических объектах. Работа опубликована в Science Advances.