Исследователи впервые в мире добились квантовой телепортации «по желанию»

Квантовая телепортация сделала ещё один шаг вперёд благодаря двум взаимнодополняющим экспериментам, один из которых был проведён в Цюрихе, а второй – в Университете Токио. Исследовали продемонстрировали самую надёжную на сегодняшний день версию квантовой телепортации – которую журнал «Nature» «телепортацией по желанию».

Вот краткое объяснение этого процесса, данное в статье «Nature»:

Обобщённо, протокол телепортации состоит из трёх шагов: генерируется пара квантовых систем в спутанном состоянии и рассылается адресатам – одна уходит к отправителю (Алиса), а другая — к получателю (Боб); Алиса измеряет состояние своей половины спутанной пары и некоторое неизвестное состояние, в которое она хочет её телепортировать, и отправляет результаты своих измерений Бобу; Боб же использует полученные от Алисы результаты, чтобы определённым образом манипулировать своей квантовой системой. После такой манипуляции система Боба оказывается в неизвестном состоянии, которое телепортировалось от Алисы к Бобу, при том, что единственной прямой коммуникацией между ними было обычное сообщение – результаты измерений Алисы.

Квантовая телепортация имеет большое значение для сферы коммуникаций; она работает сходным образом с PGP-зашифрованной электронной почтой, за исключением того, что в этом процессе отсутствует какой-либо физический канал между отправителем и получателем.

В новых экспериментах, которые проводились в 100-микрометровом масштабе и при температуре около 20 милликельвин, «Алиса» и «Боб» из приведённого выше примера были разделены расстоянием в 5 миллиметров. Эксперимент Университета Токио сумел создать детерминированную квантовую спутанность, что прежде удавалось реализовать лишь на расстояниях примерно в тысячу раз меньше. И этим предыдущим экспериментам удалось добиться надёжного завершения этого процесса лишь примерно в 1 проценте случаев, в сравнение с новым экспериментом, которому удалось добиться надёжной телепортации кубита в 40 процентах случаев (и воспроизведения его на другом конце с 88-процентной точностью). Для квантовой науки – это гигантский скачок вперёд!

popsci.com