211service.com
Internet kwantowy: pierwsza teleportacja do półprzewodnikowej pamięci kwantowej
Teleportacja kwantowa to możliwość transmisji z jednego miejsca do drugiego bez podróżowania przez przestrzeń pomiędzy nimi. Sama materia nie odbywa tej podróży, tylko informacje, które ją opisują. Jest to przekazywane do nowego ciała, które przybiera tożsamość oryginału.
Ale podczas gdy fani science fiction skupili się na zaangażowaniu ciała, fizycy kwantowi są bardziej zainteresowani informacjami. Dla nich teleportacja jest technologią, która umożliwia nową generację technologii przetwarzania informacji, w tym kwantowego Internetu, który umożliwia przesyłanie informacji z doskonałym bezpieczeństwem.
Jednym z elementów składowych Internetu kwantowego będą routery kwantowe, które mogą odbierać informacje kwantowe z lokalizacji i kierować je do innych bez ich niszczenia. Trwa więc wyścig, aby zademonstrować tego rodzaju technologię, która może zrewolucjonizować komunikację.
Dzisiaj Felix Bussières z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii i kilku kumpli twierdzą, że zrobili ważny krok w tym kierunku. Ci faceci teleportowali informacje kwantowe do kryształu domieszkowanego jonami metali ziem rzadkich – rodzaj pamięci kwantowej. Ale co najważniejsze, zrobili to po raz pierwszy za pomocą zwykłego światłowodu, jakim jest telekomunikacja, która jest używana na całym świecie.
Jednym z głównych wymagań szerokiej teleportacji są splątane fotony o długości fali zgodnej z włóknem telekomunikacyjnym. Nie jest to takie łatwe do wyprodukowania, ponieważ splątane fotony muszą być zgodne z dyskretnymi skokami energii w pamięci kwantowej. Ta długość fali jest zwykle daleko od obszaru o niskiej stratności w standardowym światłowodzie, powiedzmy Bussières i spółka.
Tak więc sztuczka, którą opanowali do perfekcji, polega na generowaniu splątanych par fotonów o różnych długościach fal. Pierwsza ma długość fali 883 nm (bliska podczerwień), która jest zgodna z rodzajem pamięci kwantowej wykonanej z kryształów ortokrzemianu itru domieszkowanych neodymem. Drugi ma długość fali 1338 nm (średnia podczerwień), która z łatwością przechodzi przez światłowód telekomunikacyjny.
Teleportowany stan kwantowy to polaryzacja fotonu 1338 nm. Więc ci goście wysyłają sygnał 883nm do pamięci kwantowej, gdzie jest przechowywany, podczas przesyłania sygnału 1338 przez światłowód o długości 12 km do innego aparatu, który przygotowuje trzeci foton (również przy 1338 nm) z polaryzacją do teleportacji.
To wtedy ma miejsce teleportacja. Kiedy te dwa fotony 1338 nm wchodzą w interakcję w określony sposób, polaryzacja jest teleportowana do pamięci kwantowej na drugim końcu eksperymentu.
Pomiary dokonane przez zespół na tych fotonach pokazują, że stan polaryzacji jest rzeczywiście teleportowany, jak sugeruje mechanika kwantowa. (Kluczowym elementem eksperymentu jest nowa generacja detektorów pojedynczych fotonów, które mogą wykrywać fotony telekomunikacyjne ze znacznie większą wydajnością niż było to możliwe wcześniej.)
To pokazuje po raz pierwszy wszystkie komponenty niezbędne do przeprowadzenia teleportacji przez standardową sieć telekomunikacyjną do półprzewodnikowej pamięci kwantowej.
To mały, ale znaczący krok naprzód. Jeśli kiedykolwiek będziemy mieć kwantowy Internet, to właśnie tego rodzaju sprzęt zepsuje się w jego sercu.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1401.6958 : Teleportacja kwantowa z fotonu o długości fali telekomunikacyjnej do półprzewodnikowej pamięci kwantowej