Физики достигли квантовой телепортации внутри алмаза
Физикам удается телепортировать информацию внутри алмаза. Прорыв может повлиять на то, как мы будем хранить и делиться конфиденциальными данными в будущем.
Квантовая телепортация, явление, наиболее часто используемое в научно-фантастических фильмах, используется для отправки квантового бита (кубита) из одного места в другое. Вместо того, чтобы на самом деле телепортировать частицы, процесс включает в себя разрушение состояния одной частицы на одной стороне и извлечение ее на другой стороне.
Принцип квантовой телепортации широко используется в квантовых вычислениях и хранении конфиденциальной информации, включая данные ДНК, которые надежно передаются фотонами в квантовую память.
Недавно японские исследователи из Йокогамского национального университета достигли прорыва в квантовой телепортации: они успешно телепортировали информацию в алмаз. Это может повлиять на то, как мы будем хранить и делиться конфиденциальными данными в будущем.
Как они это делают?
Команда решила поэкспериментировать с бриллиантами, потому что они обеспечивают идеальные условия для квантовой телепортации. Расположение атомов углерода в алмазе настолько жесткое, что он может быть загрязнен несколькими типами примесей.
Одним из сложных дефектов, которые могут быть у алмазов, является «азотно-вакансионный центр». В этом случае атом азота существует в одной из двух смежных вакансий, которые должны быть заполнены атомами углерода. Ядро атома азота, окруженное атомами углерода, образует «наномагнит».
Исследователи воспользовались этим дефектом для создания уникальных электромагнитных явлений. Они подключили очень тонкий провод к поверхности алмаза и пропустили радиоволны и микроволны через него, создавая колеблющееся магнитное поле вокруг алмаза.
Они тщательно изменили радиоволны и микроволновые частоты, чтобы создать оптимальную среду для передачи кубита внутри алмаза.
Определенные частоты вызвали запутывание между вращающимся ядром соседнего атома углерода и электроном, закрепленным на наномагнетике.
Спин электрона разрушается под действием магнитного поля, создаваемого наномагнитом, что позволяет ему стать подверженным запутыванию.
Как только две частицы перепутаны, мы можем посмотреть на одну и сказать физические характеристики другой, даже если они находятся на значительном расстоянии друг от друга. Это то, что делает возможным телепортацию квантовых данных.
Поскольку одна частица запоминает состояние поляризации другой, этот процесс также можно использовать для хранения квантовой информации. Конечной целью является разработка масштабируемого квантового ретранслятора для распределенных квантовых компьютеров и дальней связи.