Команда исследователей из Штутгартского университета сделала невозможное возможным — впервые состоялась квантовая телепортация между частицами света, рождёнными различными источниками излучения. Это открытие открывает дорогу созданию сверхнадёжного и защищенного квантового интернета будущего.
Сегодня передача сигнала по обычным сетям сопряжена с риском утраты важной информации. Даже привычные волоконно-оптические линии связи требуют установки промежуточных усилителей сигнала, однако усилить именно квантовую информацию сложнее всего. Чтобы обеспечить надёжную передачу квантовых данных, нужны источники света, способные создавать почти одинаковые фотоны.
Специальные полупроводниковые структуры, известные как квантовые точки, отлично справляются с поставленной задачей. Они генерируют фотоны, обладающие настолько схожими свойствами, что даже специалисты не смогут различить, откуда пришёл каждый отдельный фотон.
Исследовательская группа сумела успешно перенести квантовую информацию между фотонами, исходящими от двух раздельных квантовых точек. Это подтверждает работоспособность метода и демонстрирует перспективность такого подхода для защиты и передачи данных в квантовых коммуникационных системах.
Физик Петер Михлер поясняет: «Нам удалось осуществить первую в истории успешную передачу квантовой информации между фотонами, источником которых были две разные квантовые точки».
Важно понимать, что речь идёт не о физическом перемещении самих фотонов, а лишь о переносе их состояний. Суть процесса заключается в создании особого типа взаимодействия между частицами, позволяющего синхронизировать их свойства.
Используя стандартные оптоволоконные сети, команда показала, что современные телекоммуникационные системы могут стать основой для построения сетей нового поколения. Уже сегодня возможно реализовать передачу квантовой информации на дистанциях порядка десяти метров.
Следующим этапом исследований станет увеличение дальности действия квантовой связи и повышение вероятности успешного переноса квантового состояния. Сейчас этот показатель находится на уровне примерно 70%.
Несмотря на дальнейшие перспективы развития технологий, авторы подчеркивают значимость полученных результатов:
«Наше исследование продемонстрировало высокий потенциал квантовых точек и является фундаментальным вкладом в развитие будущих квантовых коммуникаций».
Статья опубликована в престижном научном журнале Nature Communications.