Квантовая телепортация

В ходе эксперимента исследователям удалось успешно пересылать пару запутанных состояний света в разные углы ультрахолодного облака атомов. Запутанные состояния некоторое короткое время удерживались в атомном облаке и, затем, разными путями отправлялись обратно. При этом полного разрушения квантовых связей в процессе эксперимента не происходило.

Хотя расстояние между контрольными точками составляло всего один миллиметр, ученые полагают, что эксперимент продемонстрировал возможность передачи запутанных состояний двум отдельных атомным облачкам. Это в свою очередь говорит о возможности использования квантовой телепортации для мгновенной передачи информации о квантовом состоянии частицы от одного облака к другому. В принципе, такие облака могут быть информационно-связаны на расстояниях и в тысячи миль, что делает возможным создание квантовых телекоммуникационных сетей, в рамках которых можно отправлять сообщения с потенциально неразрушаемыми кодами.

Фокус с остановкой света был впервые продемонстрирован в Гарвардском университете группой ученых под руководством Лене Хау (Lene Hau). В облаке атомов, охлажденных практически до абсолютного нуля (-273.15 градусов Цельсия) возбуждались световые пульсации. После чего облако освещалось непрерывным лазерным излучением – так называемым контрольным лучом. Пульсации света внутри холодного облака атомов существенно замедлились, а когда контрольный луч выключили, то вообще практически прекратились – "замерзли" как и квантовое состояние атомов. Когда же контрольный луч включили снова, пульсации возобновились в обычном ритме.

В новом эксперименте, группа физиков, возглавляемая Х. Джеффом Кимблом (H. Jeff Kimble) из Калифорнийского технологического института, использовала полупрозрачную поверхность, называемую делителем луча, чтобы разделить единичный фотон на запутанную пару. Включая-выключая контрольный луч, ученые получили два состояния, разделенные в облаке атомов цезия, замороженных до температуры 0.000 125 К – то есть, практически до абсолютного нуля. Когда спутанную пару превратили обратно в свет, 20% исходного спутанного состояния сохранилось.

Эффективность данной методики пока еще очень низка, но все же она выше, чем в предыдущих попытках сохранить спутанное состояние. Квантовые связи часто разрушаются, препятствуя созданию больших квантовых коммуникационных сетей за пределами лабораторий. Тем не менее, ученые работают над совершенствование новой технологии – эксперименты продолжаются!