Физики впервые осуществили сложную квантовую телепортацию - Гранит науки - 2019-08-28

Австрийские и китайские ученые впервые добились телепортации трехмерных квантовых состояний, сообщает портал Phys.org. Телепортация высокой размерности может играть ключевую роль в квантовых компьютерах будущего, отмечает издание. Исследователи из Австрийской академии наук (Austrian Academy of Sciences) и Венского университета (University of Vienna) экспериментально продемонстрировали то, что прежде было лишь теоретической возможностью. Осуществленная ими вместе с квантовыми физиками из Университета науки и технологии Китая (University of Science and Technology of China) телепортация сложных квантовых состояний высокой размерности представлена в журнале Physical Review Letters. В предшествующих работах удавалось передавать только двухуровневые состояния, «кубиты», то есть информацию со значениями «0» или «1». Однако сейчас удалось телепортировать трехуровневое состояние, называемое «кутрит», или квантовый трит. В квантовой физике, в отличие от классической информатики, «0» и «1» - это не альтернативные «либо/либо», здесь возможны одновременно оба варианта. Австрийско-китайская группа авторов продемонстрировала возможность, включающую и третье состояние, «2». О теоретической возможности многомерной квантовой телепортации было известно с 1990-х годов. «Для ее выполнения сначала мы должны были придумать экспериментальный метод и разработать необходимую технологию», говорит Мануэль Эрхард из Венского института квантовой оптики и квантовой информатики (Vienna Institute for Quantum Optics and Quantum Information) при Австрийской академии наук. Трехмерное квантовое состояние, чтобы быть телепортированным, кодируется в возможных путях следования частицы света, фотона, которые можно представить как три оптических волокна. Единичный фотон может находиться одновременно в трех оптических волокнах. В основе квантовой телепортации лежит концепция, позволяющая определить, в каком из состояний квантовой запутанности находятся кубиты, или, в данном случае, кутриты. Квантовая запутанность – это явление взаимозависимости квантовых состояний двух или большего числа объектов. Для телепортации высокой размерности был предложен многопортовый светоделитель, который направляет фотоны через несколько входов и выходов и соединяет все оптические волокна вместе. Отправляемые в светоделитель вспомогательные фотоны могут взаимодействовать, или интерферировать, с другими фотонами. После выбора определенных интерференционных фигур квантовая информация передается другому - удаленному – фотону. Так происходит телепортация. Экспериментальная концепция не ограничивается тремя измерениями, подчеркивает Эрхард. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».