Физики продемонстрировали квантовую телепортацию

Физики продемонстрировали квантовую телепортацию информации, закодированной поляризационным однофотонным кубитом.

Физики из Российского квантового центра и Московского физико-технического института предложили новый способ передачи квантовой информации между различными типами кубитов посредством электромагнитного поля. Статья об этом опубликована в журнале Nature Communications.

Различные физические системы с потенциалом для квантовой обработки информации можно разделить на две категории, в зависимости от того, в каком виде в них удобно кодировать квантовые биты. В одних, таких как одиночные атомы, квантовые точки, сверхпроводящие цепи, удобнее использовать энергетические уровни, или, говоря более общо́, дискретную (квантованную) величину. В других системах удобнее кодировать информацию в виде непрерывной величины — например, степень отклонения оптомеханической мембраны от равновесия, или напряжённость электрического поля в оптическом или микроволновом резонаторе.

Поскольку различные квантовые системы имеют свои достоинства и недостатки, они подходят для выполнения различных задач. Поэтому учёные стремятся разработать подход, который позволил бы обмениваться квантовой информацией между кодировками в дискретных и непрерывных степенях свободы. Естественным посредником такого обмена является электромагнитное поле, которое является единственной квантовой системой, способной переносить квантовую информацию на значительные расстояния. К счастью, благодаря своей дуальной корпускулярно-волновой природе, свет может поддерживать обе кодировки. Дискретной кодировкой является поляризация (направление вектора колебаний в электромагнитной волне) фотона, а непрерывной — напряжённость электрического поля. Однако до сих пор технология преобразования квантовой информации из дискретной кодировки в непрерывную и обратно для света не была разработана. Именно эту задачу и решили физики из РКЦ и МФТИ.

Одним из способов передачи информации в квантовых системах является квантовая телепортация. Но это не та телепортация, которую мы привыкли видеть в кино. При квантовой телепортации не происходит физической передачи объекта на расстояние, передаётся лишь квантовое состояние с одной частицы на другую с помощью вспомогательного запутанного состояния.

Учёные сгенерировали запутанное состояние между поляризационным и волновым кубитами. Затем они изготовили ещё один — поляризационный — кубит и применили процедуру квантовой телепортации. При этом фотон, несущий поляризационный кубит, аннигилировал, но его состояние — квантовая информация, содержащаяся в этом кубите, не пропало: оно перенеслось на волновой кубит благодаря явлению квантовой нелокальности.

Предполагается, что развитие этого способа запутанности приблизит эру оптических квантовых коммуникаций и квантового интернета.

- Объединение преимуществ квантовых состояний, закодированных в дискретных и непрерывных переменных, откроет новые горизонты для применения квантово-оптических технологий на практике, — прокомментировал Александр Уланов, один из авторов работы, аспирант МФТИ, научный сотрудник лаборатории квантовой оптики Российского Квантового Центра.

Коментарі

Рекомендуємо прочитати

Стало известно, как эффективно сбросить лишний вес

На помощь придет специальная диета, которая подразумевает замещение углеводов жирами....

Це може бути цікавим

Формулу идеальной пиццы определили научным способом

Ученые определили формулу идеальной пиццы....

загрузка...

Автоновости

Дивіться, що пишуть

Потенциальных кандидатов в президенты призвали отказаться от агитации

Потенциальный кандидаты в президенты без официальной регистрации на выборы не могут начинать агитацию....