Kvantu teleportācija bieži izklausās pēc zinātniskās fantastikas, taču tā nenozīmē, ka viela pazūd vienā vietā un parādās citā. Šajā procesā vienas kvantu sistēmas stāvoklis tiek pārnests uz citu, izmantojot kopīgu sapinušos stāvokli un klasisku komunikāciju.
Jaunajā eksperimentā komanda, kuru vadīja Dzjetaņs Dzjins no Austrumķīnas Normālās universitātes, vienlaikus nodrošināja kvantu teleportāciju 100 kanālos. Pētnieki šo rezultātu demonstrēja, pārraidot kvantu informāciju, kas bija iekodēta 100 pikseļu attēlā.
Dzjins norādīja, ka, cik pētniekiem zināms, tas ir lielākais vienlaikus demonstrētais neatkarīgi adresējamo kvantu teleportācijas kanālu skaits. Pēc viņa teiktā, šāda arhitektūra nākotnē varētu nodrošināt elastīgu un ietilpīgu saskarni kvantu komunikācijas tīkliem.
Kā tika pārraidīts attēls
Pētnieki 100 telpiski atdalītus gaismas režīmus izvietoja 10×10 režģī. Katru režīmu varēja vadīt neatkarīgi, tādējādi izveidojot 100 atsevišķus teleportācijas kanālus. Komanda izveidoja arī atbilstošu sapinušās gaismas režģi un izstrādāja pilnībā optisku sistēmu, kas visus kanālus apstrādāja paralēli.
Eksperimentā attēls nebija fizisks objekts, kas tiktu pārnests no vienas vietas uz citu. Katra režģa šūna darbojās līdzīgi pikselim un nesa daļu no informācijas, kas bija nepieciešama burta “Q” atveidošanai. Precīzāk, teleportēts tika optiskā lauka nepārtraukto mainīgo kvantu stāvoklis katrā telpiskajā režīmā.
Pēc pārraides pētnieki salīdzināja saņēmēja galā iegūtos kvantu stāvokļus ar sākotnējiem. Šo atbilstību raksturo fidelity jeb precizitātes rādītājs skalā no 0 līdz 1. Vidējais rādītājs visam attēlam bija 0,60, bet atbilstošā klasiskā robeža bez kvantu sapīšanās būtu 0,52. Kvantu teleportācijas precizitāte pārsniedza šo robežu visos 100 telpiskajos režīmos.
Kvantu teleportācija pirmoreiz tika ierosināta 1993. gadā, bet eksperimentāli pierādīta dažus gadus vēlāk. Kopš tā laika zinātnieki ir teleportējuši kvantu stāvokļus, izmantojot fotonus, atomus un cietvielu kubitus, kā arī pārraidījuši tos vairāk nekā 100 kilometru attālumā, tostarp no Zemes uz satelītu.
Tomēr kvantu tīklu mērogošanai svarīgs ir ne tikai attālums, bet arī pārraides kapacitāte. Lielākajā daļā iepriekšējo eksperimentu izmantots viens kanāls vai neliels multipleksētu kanālu skaits. Katram papildu kanālam nepieciešams atbilstošs sapinies resurss, turklāt tradicionālās sistēmas var prasīt atsevišķu noteikšanu, elektronisku apstrādi un modulāciju.
Jaunā pieeja ļauj visus kanālus apstrādāt paralēli, nevis veidot atsevišķu teleportācijas sistēmu katram no tiem. Pētnieki uzskata, ka šī priekšrocība kļūs arvien nozīmīgāka, palielinoties kvantu tīklu ietilpībai un sarežģītībai.
Pašlaik sistēmas mērogu ierobežo aptuveni viena vata lāzera jauda, kas tika izmantota eksperimenta darbināšanai. Jaudīgāki lāzeri varētu ļaut pievienot vairāk telpisko režīmu un līdz ar to arī vairāk teleportācijas kanālu. Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā Physical Review Letters.
Tehnoloģijas
Tehnoloģijas
Tehnoloģijas