Квантово състояние на светлината беше успешно пренесено през повече от 30 километра оптичен кабел сред поток от интернет трафик - постижение на техниката, което някога се смяташе за невъзможно. Впечатляващата демонстрация, направена от изследователи в САЩ през 2024 г., може да не ви помогне да се телепортирате на работа, за да изпреварите сутрешния трафик, или да изтеглите по-бързо любимите си видеоклипове с котки.
Възможността за телепортиране на квантови състояния през съществуващата инфраструктура обаче представлява монументална стъпка към постигането на квантово свързана компютърна мрежа, подобрено криптиране или мощни нови методи за сензориране. "Това е невероятно вълнуващо, защото никой не е смятал, че е възможно", казва Прем Кумар, компютърен инженер от Северозападния университет, ръководител на изследването. "Нашата работа показва пътя към квантови и класически мрежи от следващо поколение, които споделят единна оптична инфраструктура. По същество тя отваря вратата за преминаване на следващото ниво на квантовите комуникации."
От дълги години учените се опитват да измислят начин за телепортация на цял човек.
Още: Фантастика ли е телепортацията?
Същността на телепортацията
Снимка: iStock
Приличайки на транспортните системи от "Стар Трек", които пренасят пътниците във времето и пространството за миг, телепортацията взема квантовите възможности на обект на едно място и чрез внимателното му унищожаване налага същия баланс на възможностите на подобен обект на друго място.
Още: НАСА "холопортира" лекар на Международната космическа станция
Въпреки че действията по измерване на двата обекта запечатват съдбите им в един и същи миг, процесът на заплитане на квантовите им идентичности все още изисква изпращането на една вълна информация между точки в пространството.
Подобно на вълшебна нишка по време на пролетен дъжд, квантовото състояние на всеки обект е мъгливо петно от възможности, което рискува да се разтопи в реалността миг след създаването му. Електромагнитните вълни на излъчване и термичното блъскане и смилане на движещи се частици бързо свеждат квантовата значимост до декохерентност, ако тя не е защитена по някакъв начин.
Снимка: iStock
Екранирането на квантовите състояния в компютрите е едно нещо. Изпращането на един фотон през оптични влакна, в които се извършват банкови транзакции, видеоклипове с котки и текстови съобщения, като същевременно се защитава квантовото му състояние, е много по-трудно. Може и да хвърлите квантовия си вълшебен конец в Мисисипи и да се надявате, че накрая вкусът му ще е все така добър.
За да запазят скъпоценното състояние на своя самотен фотон в условията на интернет трафик от 400 гигабита в секунда, екипът от изследователи прилага различни техники, които ограничават канала на фотона и намаляват вероятността той да се разсее и смеси с други вълни. "Внимателно проучихме как се разсейва светлината и поставихме нашите фотони в определена точка, където този механизъм на разсейване е сведен до минимум", казва Кумар. "Установихме, че можем да осъществяваме квантова комуникация без смущения от класическите канали, които присъстват едновременно."
Още: До 25 години телепортацията ще е реалност
Телепортация с действителен интернет поток
Снимка: iStock
Докато други изследователски групи успешно са предавали квантова информация заедно с класически потоци от данни в симулации на интернет, екипът на Кумар е първият, който телепортира квантово състояние заедно с действителен интернет поток.
Всеки тест допълнително подсказва, че квантовият интернет е неизбежен, давайки на компютърните инженери изцяло нов инструментариум за измерване, наблюдение, криптиране и изчисляване на нашия свят, както никога досега, без да е необходимо да се изобретява интернет за това.
"Квантовата телепортация може да осигури квантова свързаност по сигурен начин между географски отдалечени възли", казва Кумар. "Но много хора дълго време предполагаха, че никой няма да изгради специализирана инфраструктура за изпращане на частици светлина. Ако изберем правилно дължините на вълните, няма да се налага да изграждаме нова инфраструктура. Класическите комуникации и квантовите комуникации могат да съществуват едновременно.", пише "Science Alert".
Това изследване е публикувано в списание Optica.
