Ученые телепортировали квантовое состояние фотона на расстояние в 25 километров

Недавно опубликованная статья в журнале Nature Photonics сообщает о научном прорыве в исследовании телепортации. Специалисты из Университета Женевы в Швейцарии сообщают о том, что им удалось телепортировать квантовое состояние фотона в кристалл, который находился на дистанции 25 километров от точки эксперимента.

Эксперимент проводился с использованием оптического волокна, и его конечным результатом стало побитие предыдущего рекорда квантовой телепортации (который, к слову, в 2003 году установила та же команда ученых из Женевы), в рамках которого исследователям удалось передать одно квантовое состояние фотона другому фотону на расстоянии 6 километров.

Благодаря голливудским фантастическим фильмам и научно-фантастическим рассказам многие люди считают, что телепортация — это перенесение определенно взятого объекта, например, яблока, животного или даже человека из одного места в другое без физического преодоления расстояния между двумя точками — начальной и конечной.

В свою очередь, квантовая телепортация представляется нечто иным. Это скорее перенос квантовой информации, то есть информации о состоянии атома или фотона из одной точки в другую, используя классические способы передачи. В опубликованной статье ученые, стоящие за последним проведенным экспериментом, объясняют, что смогли передать квантовую информацию о фотоне на расстояние более 25 километров по оптоволокну. На другом конце находился кристалл, который являлся своего рода банком квантовой информации о фотоне. Успешность эксперимента доказывает, что при передаче информация о состоянии частицы может быть сохранена даже тогда, когда существует не только разница в среде, но в самом состоянии двух объектов. Другими словами, ученые смогли предать информацию о состоянии света материи на рекордное расстояние.


    «Переход света в материю, телепортация фотона в кристалл, показывает нам то, что в квантовой физике важен не сам состав частицы, а скорее ее состояние, потому что оно существует независимости от того, какие невероятные различия могут находиться между этими двумя формами — светом и материей».

    «Последние эксперименты доказывают, что квантовое состояние фотона может передаваться между двумя объектами даже без прямого взаимодействия между ними», — пишет портал Science Daily, цитируя слова профессора Николаса Гисина и его коллег из Университета Женевы.

В рамках данного исследовательского проекта ученые из Университета Женевы провели выборку двух фотонов, запутанных в квантовом состоянии. Эти фотоны неразрывно связаны и, находясь даже на больших расстояниях друг от друга, отвечают на внешние раздражители, как близнецы.

Один фотон находился на одном конце 25-километрового оптического волокна, второй фотон находился на другом конце — в кристалле. Между ними по оптическому волокну пустили третий фотон, который в конце концов столкнулся с первым запутанным фотоном. В результате этого столкновения информация, заложенная в третьем фотоне, не разрушилась, а передалась в кристалл, где находился второй фотон-близнец.

    «Квантовое состояние двух частиц света, этих двух запутанных фотонов, связанных между собой как сиамские близнецы, и является тем каналом передачи, которое позволяет телепортировать свет в материю», — дополняет слова своих коллег ученый Феликс Бюссьер.