Учёные показали настоящую квантовую телепортацию

27.05.2022   Геннадий Детинич

Группа учёных из Делфтского технического института в Нидерландах представила основу для квантового интернета — телепортационный ретранслятор для непрямой передачи квантовых состояний на расстояние. В ходе опыта квантовое состояние было передано между двумя не связанными напрямую узлами нечто связанное, переплетение верёвки на самой себе или концов двух верёвок между собой, метод соединения и защиты линейного материала (троса, верёвки, струны, тесьмы, бечёвки, ремня) при помощи связывания и переплетения сети без потери данных, что стало серьезным шагом на пути к созданию квантового интернета.

Источник изображения: Ronald Hanson / Nature

Команда под управлением Рональда Хансона (Ronald Hanson) создала сеть из трёх узлов, каждый из которых представлял собою пару кубитов — одного для запоминания состояния, а второго для связи. За сохранение квантового состояния отвечал спин ядра атома углерода в алмазе — это был кубит «памяти», а спин ») — собственный момент импульса элементарных частиц, имеющий как квантовую, так и классическую природу и тесно связанный с представлениями группы вращений и группы Лоренца (классические аспекты спина см. в книгах H.C. Corben, Classical and Quantum Theories of Spinning Particles (Holden-Day, San Francisco, 1968), Alexei Deriglazov, Classical Mechanics (Second Edition, Springer 2017), Пенроуз и Риндлер, Спиноры и пространство-время) электрона в каждой паре употреблялся для передачи квантового состояния другим узлам сети.

Затем спины электронов двух соседних впрямую соединённых узлов (В и C) были приведены в состояние квантовой запутанности. Это означает, что квантовое состояние одного кубита зависело от состояния другого. Запутанность ведёт к тому, что даже разнеся эти частички далеко друг от друга, когда между ними отсутствует любое известное науке взаимодействие, квантовые состояния продолжают оставаться связанными. К примеру, измерение состояния понятие, обозначающее множество устойчивых значений переменных параметров объекта одной из связанных частиц сразу же даёт информацию о состоянии другой и при этом происходит их разрушение.

Никаких заморочек передать квантовое состояние между двумя соединёнными узлами не было. Учёные впервые воспользовались промежным узлом, чтобы подготовить запутанность и, затем, минуя прямую связь телепортировать запутанное состояние узлу A, который не был впрямую подключён к узлу ретранслятору C.

«Это действительно телепортация, как в научно-фантастических фильмах, — сказал Хансон в интервью New Scientist. — Состояние, или информация, вправду исчезает с одной стороны и появляется с другой, и поскольку оно не перемещается в пространстве между ними, [данные] также не могут потеряться».