Учёные показали настоящую квантовую телепортацию: «как в научно-фантастических фильмах»

Группа учёных из Делфтского технического университета в Нидерландах представила основу для квантового интернета — телепортационный ретранслятор для непрямой передачи квантовых состояний на расстояние. В ходе эксперимента квантовое состояние было передано между двумя не связанными напрямую узлами сети без потери данных, что стало важным шагом на пути к созданию квантового интернета.

Источник изображения: Ronald Hanson / Nature

Команда под руководством Рональда Хансона (Ronald Hanson) создала сеть из трёх узлов, каждый из которых представлял собой пару кубитов — одного для запоминания состояния, а второго для связи. За сохранение квантового состояния отвечал спин ядра атома углерода в алмазе — это был кубит «памяти», а спин электрона в каждой паре использовался для передачи квантового состояния другим узлам сети.

Затем спины электронов двух соседних напрямую соединённых узлов (В и C) были приведены в состояние квантовой запутанности. Это означает, что квантовое состояние одного кубита зависело от состояния другого. Запутанность ведёт к тому, что даже разнеся эти частицы далеко друг от друга, когда между ними отсутствует любое известное науке взаимодействие, квантовые состояния продолжают оставаться связанными. Например, измерение состояния одной из связанных частиц сразу же даёт информацию о состоянии другой и при этом происходит их разрушение.

Никаких проблем передать квантовое состояние между двумя соединёнными узлами не было. Учёные впервые воспользовались промежуточным узлом, чтобы подготовить запутанность и, затем, минуя прямую связь телепортировать запутанное состояние узлу A, который не был напрямую подключён к узлу ретранслятору C.

«Это действительно телепортация, как в научно-фантастических фильмах, — сказал Хансон в интервью New Scientist. — Состояние, или информация, действительно исчезает с одной стороны и появляется с другой, и поскольку оно не перемещается в пространстве между ними, [данные] также не могут потеряться».