Учени от университета в Нанкин за първи път осъществиха квантова телепортация на фотонен кубит с телекомуникационна дължина на вълната в твърдотелна квантова памет. Това постижение е важна стъпка към създаването на квантов интернет – мрежа за мигновено и сигурно предаване на информация чрез принципите на квантовата физика.
Квантовата телепортация позволява квантовото състояние на частица да се пренесе на разстояние, без да се мести самата частица. За разлика от предишни експерименти, използващи честотно преобразуване, новото изследване извършва телепортацията директно в телекомуникационния диапазон. Това означава, че се използват същите дължини на вълните, които вече са налични в съвременните оптични мрежи, правейки технологията практически приложима.
Ключовата роля на квантовата памет
Основната задача на екипа, ръководен от Хсиао-Сун Ма, е била да интегрира твърдотелна квантова памет, работеща в телекомуникационния диапазон, в система за телепортация. Тази памет е ключова за мащабируемите квантови мрежи, тъй като може временно да съхранява квантова информация, докато се установят заплетените състояния между мрежовите възли.
За експеримента са използвани пет компонента: подготовка на начално състояние, генератор на заплетени фотонни двойки, измерител на състоянието на Бел, квантова памет на базата на ербиеви йони, и модул за разпределение на честотата.
Перспективи за квантов интернет
Експериментът демонстрира, че преносът на квантова информация е възможен с компоненти и оптични честоти, напълно съвместими със съществуващата телекомуникационна инфраструктура. Според Ма, тяхната система е първата, при която телекомуникационни фотони са успешно телепортирани в твърдотелна квантова памет на ербиеви йони. Екипът разглежда своята платформа като обещаваща основа за мащабируеми квантови мрежи.
В бъдещите си изследвания учените ще се фокусират върху подобряването на характеристиките на квантовата памет – увеличаване на времето за съхранение и подобряване на ефективността. Това е необходимо за предаване на информация на големи разстояния без загуби и с висока надеждност в бъдещите квантови мрежи.
