Рекорд квантовой телепортации: 143 км

Международная исследовательская группа добилась квантовой телепортации через свободное пространство на рекордное расстояние в 143 км.

Эксперимент показал успешную телепортацию квантовой информации - в данном случае, состояния световых частиц - между Канарскими островами и Тенерифе. Рекорд является важным прорывом на пути к созданию квантовой спутниковой связи.

В отличие от телепортации твердых предметов, знакомой нам из научной фантастики, в эксперименте передавались квантовые состояния. Они играют первостепенную роль для создания квантовых вычислений, квантовых коммуникаций и других мощнейших современных технологий, разрабатываемых в Институте квантовых вычислений при Ватерлоо, где были созданы алгоритмы и оборудование для данного эксперимента. Результаты были опубликованы на этой неделе в журнале Nature.

Телепортация на 143 км - важная веха, поскольку это примерно равно минимальному расстоянию между Землей и орбитальным спутником. Это означает, что квантовая телепортация между наземными станциями и спутниками уже теоретически возможна.

Для проведения эксперимента профессором Института квантовых вычислений Томасом Дженневайном был разработан алгоритм, синхронизирующий и измеряющий перенос фотона между двумя узлами на Канарских островах. Сверхточные часы, необходимые для измерения телепортации фотонных состояний, были синхронизированы с точностью до миллиардной доли секунды. Именно такая точность будет необходима и в дальнейшем с развитием спутникового квантового канала связи. Научный сотрудник Института квантовых вычислений профессор Вадим Макаров и аспирант Елена Анисимова разработали высокочувствительные детекторы фотонов, которые позволили телепортации пройти с большой точностью, несмотря на неблагоприятные условия - в воздухе стоял туман. Именно из-за помех, вызванных погодой, - в частности, из-за пыли, пришедшей из пустыни Сахара - неудачей завершился первый аналогичный эксперимент в 2011 г.

Следующим шагом ученых будет создание канала квантовой связи между Землей и спутником. Там проблем будет меньше - ведь атмосферные помехи в космосе не грозят.