Телепортація квантових станів обіцяє відігравати центральну роль у забезпеченні інформаційної супермагістралі завтрашнього дня.
Попри досягнутий прогрес, процес залишається повільним і дещо незграбним. Це може змінитися, якщо вчені використають новий процес, який може ефективно телепортувати стани світла для формування зображення за допомогою однієї пари заплутаних фотонів
Команда з Південної Африки, Німеччини та Іспанії сподівається, що інновація може допомогти побудувати безпечні мережі майбутнього: якщо ключові дані не передаються, то їх неможливо вкрасти.
“Традиційно дві сторони, що спілкуються, фізично передають інформацію одна одній, навіть у квантовій сфері, – каже фізик Ендрю Форбс з Університету Вітватерсранда.
“Тепер можна телепортувати інформацію так, що вона ніколи фізично не перетинає лінію зв’язку – технологія “Зоряного шляху” стала реальністю”.
Частина експериментальної установки. (Університет Вітватерсранду)
Дослідження ґрунтується на ідеї квантової заплутаності, коли розділені частинки залишаються пов’язаними завдяки чудесам квантової фізики. Стан однієї частинки розповідає нам щось про іншу частинку, навіть якщо між ними велика відстань.
Тут використовувалися два заплутані фотони, але дослідники змогли вкласти в них набагато більше інформації, ніж зазвичай – отже, з’явився потенціал для кодування зображень. Більше того, ця додаткова інформація була успішно “телепортована” з однієї точки в іншу.
Однак це не була телепортація у звичайному розумінні. Хоча сама інформація не передавалася (як, наприклад, через інтернет-з’єднання), ретельне вимірювання певної характеристики на одній із заплутаних частинок негайно впливає на пов’язану з нею характеристику на іншій, ефективно передаючи її квантовий стан.
Після цього, передавши фактичні деталі початкової виміряної частинки старомодним нетелепортним способом, можна зафіксувати цей стан на місці, в той час як початковий стан буде знищено.
Хоча це не найшвидший спосіб передачі інформації, він створює зручний квантовий водяний знак для будь-якої інформації, яку ви не хочете, щоб хтось інший бачив.
У цьому останньому експерименті дослідники показали, як інноваційний новий метод виявлення може забезпечити необхідні вимірювання кутового моменту фотона, збільшуючи кількість вимірів, які можна телепортувати у квантовому стані.
“Цей протокол має всі ознаки телепортації, за винятком одного важливого інгредієнта: він вимагає яскравого лазерного променя, щоб зробити нелінійний детектор ефективним, так що відправник може знати, що буде надіслано, але не повинен цього знати”, – говорить Форбс.
“У цьому сенсі це не зовсім телепортація, але може стати нею в майбутньому, якщо нелінійний детектор буде більш ефективним”.
Як може бути використана технологія. (Університет Вітватерсранда)
Згаданий тут “нелінійний детектор” є ще однією важливою частиною установки, як в обробці додаткової потужності заплутаних фотонів, так і в забезпеченні точної передачі інформації з однієї точки в іншу.
Дослідники припускають, що в майбутньому це може бути використано, наприклад, для відправки відбитків пальців у банк. Телепортуючи просторові деталі відбитків пальців у вигляді квантового стану, майбутні заходи безпеки можуть створити ключ, який ефективно замикає скриньку з цифровою інформацією, персоналізовану під ваше тіло.
Хоча фізика тут досить складна, тепер, коли експеримент на підтвердження концепції був проведений в лабораторії, ми можемо сподіватися на подальший прогрес в області квантової телепортації.
“Ми сподіваємося, що цей експеримент, який демонструє здійсненність процесу, мотивує подальший прогрес у спільноті нелінійної оптики, розширюючи межі до повної квантової реалізації”, – каже фізик Адам Вальєс з Інституту фотонних наук (ICFO) в Іспанії.
