Физики сделали квантовую телепортацию двусторонней

Физики из Российского квантового центра показали, что телепортация в квантовом мире может идти не в одну, а сразу в две стороны.

Квантовая телепортация была впервые описана на теоретическом уровне в 1993 году группой физиков под руководством Чарльза Бенетта. По их идее, атомы или фотоны могут обмениваться информацией на каком угодно расстоянии в том случае, если они были "запутаны" на квантовом уровне. Для осуществления этого процесса необходим обычный канал связи, без которого мы не можем прочитать состояние запутанных частиц, из-за чего такую "телепортацию" нельзя использовать для передачи данных на астрономические расстояния.

До недавнего времени физики предполагали, что подобная телепортация возможна только в одну сторону. Алексей Федоров из Российского квантового центра в Москве и его коллеги показали, что на самом деле этот процесс может иметь двусторонний характер.

При использовании стандартной процедуры квантовой телепортации отправитель-"Алиса" и получатель-"Боб" обладают двумя частицами, "запутанными" между собой на квантовом уровне. Если "Алиса" хочет телепортировать какую-то другую частицу "Бобу", то она одновременно замеряет состояние, в котором находились обе ее частицы, и передает их по обычной линии связи "Бобу".

Во время этого замера связь между "запутанными" частицами разрушается, и частица "Боба" переходит в те состояния, в которых находилась частица "Алисы" во время телепортации. Чтобы узнать, в каком именно состоянии она находилась, необходимы данные замеров, которые "Боб" может использовать для получения данных о свойствах частицы.

"В рамках нашего подхода мы предложили некоторые модификации этого протокола: теперь "Алиса" и "Боб" действуют более симметрично и "нежно",  – поясняет Федоров.

Федоров и его коллеги обнаружили, что двухстороннюю телепортацию можно осуществить, если замерять состояния частиц при помощи техники так называемых "слабых" измерений, придуманной относительно недавно, в 90 годах прошлого века.

Этот тип измерений не обладает высокой точностью, но позволяет сохранить запутанность для двусторонней передачи и получения квантовой информации. Подобная передача не проходит бесследно для частиц – получатель и отправитель передают друг другу не полную информацию об этих частицах, а ее несовершенные копии.

По словам ученых, подобная двусторонняя телепортация будет интересна не только с точки зрения практики, улучшения работы систем квантовой связи и шифрации, но и теоретикам и ученым, занимающимся фундаментальной физикой.