Vedci zaznamenali prelom v kvantovej teleportácii: Doteraz rušivý element nám môže v skutočnosti pomôcť
Výskumníci zaznamenali prelom v kvantovej teleportácii. Dokázali ju vykonať aj za prítomnosti doteraz rušivého elementu.
Výskumníkom z University of Turku sa podarilo vykonať takmer dokonalú kvantovú teleportáciu aj napriek prítomnosti šumu, ktorý zvyčajne tento proces narúša.
Kvantová teleportácia je jav, ktorý dokáže preniesť stav kvantovej častice z jedného miesta na druhé bez toho, aby sa poslala samotná častica. V podstate ide o spôsob, ako poslať informáciu z jedného bodu do druhého okamžite. Funguje tak, že druhá častica, ktorá sa môže nachádzať aj na druhom konci vesmíru, preberá všetky fyzikálne vlastnosti prvej častice. Výskumníci odošlú všetky informácie opisujúce prvú časticu tej druhej a tá druhá sa stáva v podstate prvou časticou, pretože je od nej na nerozoznanie.
Tento prenos si vyžaduje určité kvantové zdroje, napríklad previazanie medzi ďalšími pármi kvantových častíc. Vedci vysvetľujú, že v ideálnych podmienkach môžeme prenos informácie a kvantovú teleportáciu vykonať dokonalo.
Čo sa však týka realistickejších podmienok, tam vedcom sťažuje prácu šum a iné rušivé elementy. To obmedzuje a znižuje kvalitu kvantovej teleportácie. V rámci nového výskumu sa ale vedcom podarilo tento problém obísť. V novej práci predstavili spôsob, ako môžu dosiahnuť vysokokvalitnú kvantovú teleportáciu aj napriek prítomnosti šumu.
“Naša práca sa zakladá na myšlienke distribuovania kvantového previazania. Využívali sme hybridné previazanie medzi odlišnými fyzikálnymi stupňami slobody,” tvrdí Jyrki Piilo, jeden z autorov štúdie.
Úspešná kvantová teleportácia
Bežne sa používa na previazanie kvantových častíc, známych aj ako qubitov, polarizácia fotónov. Nový prístup využíva okrem polarizácie aj frekvenciu fotónov. To vedcom umožnilo výrazne zmeniť ako šum ovplyvňuje systém. Zároveň vedci dokázali to, že šum už nepoškodzuje, ale naopak pomáha kvantovej teleportácii.
Neprehliadnite
Pri bežnom previazaní qubitov prítomnosť šumu robí to, že teleportačný protokol už nefunguje. V prípadoch, kedy vedci používajú hybridné previazanie a žiaden šum, teleportácia nefunguje tak isto. Ak však majú hybridné previazanie a pridajú šum, teleportácia sa odohrá takmer dokonale. Vo všeobecnosti objav vedcov dovoľuje vykonať takmer ideálnu teleportáciu aj napriek prítomnosti šumu.
“Vykonali sme množstvo odlišných experimentov zaoberajúcich sa odlišnými časťami kvantovej fyziky pracujúcej s fotónmi. Išlo o mimoriadne fascinujúcu prácu, ktorá nás bohato odmenila. Sme radi, že sa nám podarilo úspešne vykonať kvantovú teleportáciu, pretože ide o mimoriadne náročný experiment,” vysvetľuje spoluautor štúdie, Zhao-Di Liu.
Kvantová teleportácia má niekoľko mimoriadne dôležitých aplikácií. Môžeme ju využiť na posielanie kvantovej informácie. Zároveň je dôležité vedieť, ako môžeme ochrániť rôzne metódy posielania kvantových informácií pred šumom. Výsledky tejto štúdie vedcom otvárajú dvere do ďalších sfér výskumu. Autori vo svojej práci pokračujú aj naďalej a v ďalších štúdiách sa lepšie pozrú na všeobecné zdroje šumu a iné kvantové protokoly.
Komentáre