Установлен рекорд дальности квантовой телепортации. Исследователям из Национального института стандартов и технологий США удалось телепортировать квантовую информацию по оптоволоконному кабелю длиной 100 километров, что в четыре раза превышает предыдущий рекорд.
Квантовая телепортация подразумевает передачу или удалённую реконструкцию информации, закодированной в квантовых состояниях материи или света. Телепортация полезна как для квантовой связи, так и для квантовых вычислений, которые открывают перспективы для новых возможностей, таких как невзламываемое шифрование и расширенный взлом кодов соответственно. Основной метод квантовой телепортации был впервые предложен более 20 лет назад и реализован рядом исследовательских групп, в том числе в Национальном институте стандартов и технологий США с использованием атомов в 2004 году.
Этот новый рекорд был установлен благодаря передаче квантовой информации, содержащейся в одном фотоне, другому фотону, который был передан по намотанному на катушку оптоволокну на расстояние 102 километра. Это достижение стало возможным благодаря усовершенствованным однофотонным детекторам, разработанным и изготовленным в Национальном институте стандартов и технологий США.
«Лишь около 1 % фотонов проходит весь путь по оптоволокну длиной 100 км, — сказал Марти Стивенс, один из исследователей, в пресс-релизе. — Мы бы никогда не смогли провести этот эксперимент без новых детекторов, способных измерять этот невероятно слабый сигнал».
До сих пор в оптоволокне терялось так много квантовых данных, что скорость передачи и расстояние были низкими. Однако новую технологию можно использовать для создания устройств, называемых квантовыми ретрансляторами, которые могли бы периодически пересылать данные, чтобы расширить зону покрытия сети. Возможно, этого будет достаточно для создания «квантового интернета».
Благодаря эффективным детекторам исследователи телепортировали желаемое квантовое состояние в среднем в 83 % из максимально возможных успешных случаев передачи. Все экспериментальные запуски с различными начальными свойствами превысили математически значимый порог в 66,7 %, подтверждающий квантовую природу процесса телепортации.
Результаты исследования опубликованы в журнале Optica.