Ученые осуществили квантовую телепортацию по оптоволокну

Исследователи из американского и японского университетов осуществили квантовую телепортацию по оптоволокну более чем на 100 километров. Это вчетверо превышает предыдущий рекорд дальности этого процесса. Подробности изложены в статье журнала Optica.

В эксперименте была проведена квантовая телепортация через оптоволокно на 102 километра. Ученые отмечают, что вчетверо повысить прежний рекорд удалось благодаря использованию однофотонного детектора с использованием сверхпроводящих проводов на силициде молибдена. Конструкция была охлаждена до -272 градусов по Цельсию, это всего на один градус выше абсолютного нуля, что обеспечивало возникновение сверхпроводимости и высокой чувствительности.

В эксперименте не происходит непосредственного переноса фотонов, но их состояние передается мгновенно. В своем эксперименте ученые разнесли два запутанных фотона на расстояние в 102 километра по оптическому волокну. Далее физики изменили квантовое состояние первого фотона, подействовав на него третьим. В результате состояние второй частицы изменилось. Таким образом ученые наблюдали проявление квантовой нелокальности: хотя фотоны были разнесены на большое расстояние, изменение состояния одного из них сказалось на другом.

Предыдущий рекорд дальности квантовой телепортации по оптоволокну составлял 25 километров. Абсолютный рекорд дальности квантовой телепортации принадлежит эксперименту, в котором фотоны связываются через открытое пространство — 144 километра. Однако не всегда удобно иметь две точки в пределах видимости, а оптоволокном можно связать как угодно расположенные площадки.

Теоретически, квантовую телепортацию можно использовать для установления абсолютно защищенного соединения. Также мгновенный перенос информации является интересной физической проблемой — нарушается принцип локальности, по которому на состояние объекта может оказывать влияние только его близкое окружение. Это «противоречие» связано с парадоксом Эйнштейна — Подольского — Розена и составляет одну из основных концептуальных трудностей квантовой механики (по крайней мере, в ее копенгагенской интерпретации).