Ученые достигли квантовой телепортации в 1 км

Ученые из Института фотонных наук (ICFO) впервые осуществили квантовую телепортацию информации на большие расстояния. Команда успешно передала квантовую информацию от фотона к фотону твердотельного кубита на расстояние 1 км.

Твердотельный кубит хранился в мультиплексированной квантовой памяти, также была использована схема активной передачи, которая максимизировала скорость телепортации.

Архитектура, использованная в исследовании, совместима с телекоммуникационными каналами, что позволяет в будущем интегрировать и масштабировать квантовую связь на большие расстояния.

Исследователи использовали две экспериментальные установки, названные Алисой и Бобом, соединенные оптическим волокном длиной 1 км, намотанным на катушку, чтобы эмулировать физическое расстояние между сторонами. В первой установке, Алисе, команда использовала специальный кристалл для создания двух запутанных фотонов: первого фотона с длиной волны 606 нм и второго фотона, называемого холостым фотоном, совместимого с телекоммуникационной инфраструктурой. После создания первый фотон хранился в мультиплексированной твердотельной квантовой памяти, а телекоммуникационный фотон, созданный Алисой, отправлялся через 1 км оптического волокна на вторую экспериментальную установку под названием Боб.

В этой второй установке команда создала третий фотон и закодировала квантовый бит, который они хотели телепортировать. Второй и третий фотоны интерферировали друг с другом посредством так называемого измерения состояния Белла, передавая информацию, закодированную в третьем фотоне, первому фотону, который хранился у Алисы в квантовой памяти на расстоянии 1 км.

Команда смогла передать информацию между двумя фотонами, которые никогда ранее не контактировали, соединившись через третий фотон, который действительно был запутан с первым.