Китайские ученые совершили прорыв в квантовой телепортации передав несколько состояний одновременно
Китайские исследователи заявили о демонстрации квантовой телепортации в новых условиях, что является достижением, способным оказать значительное влияние на развитие технологий квантовой связи.
Прорыв, о котором сообщили ученые из Университета Шаньси в Китае, заключается в успешной демонстрации одновременной телепортации с использованием нескольких боковых частот квантовых мод — световых носителей квантовой информации, которые предлагают многообещающую альтернативу дискретным кубитам, в настоящее время считающимся «золотым стандартом» в квантовых вычислениях.
В мире квантовой связи телепортация, в отличие от научно-фантастических представлений, подразумевает не перемещение материи, а передачу информации из одной точки в другую с использованием феномена, известного в физике как запутанность. Ранее для достижения квантовой телепортации в экспериментах с непрерывными переменными, как правило, использовалась только одна боковая частота квантовой моды. Такие условия полагаются на измерения амплитуды и фазы поля, известные как квадратуры, которые принимают непрерывный ряд значений, что делает их идеальными для приложений, требующих высокоточного сбора данных. Квантовая телепортация передает информацию последовательно, и ее реализация по нескольким каналам, аналогично обычным системам связи, до сих пор оставалась сложной задачей.
Теперь команде под руководством исследователя Сяолуна Су из Университета Шаньси удалось добиться передачи информации со встроенными средствами контроля, что позволило им продемонстрировать так называемую «детерминированную квантовую телепортацию с непрерывными переменными» с использованием нескольких боковых частот квантовых мод одновременно. Их метод основан на тщательной настройке фаз в паре классических каналов связи в системе с регулируемыми частотными параметрами. Это позволило команде использовать возможности контроля фазы для достижения телепортации с пятью боковыми частотами в полосе пропускания 24 МГц. Применяя этот метод фазовой настройки, ученые также смогли выбирать, сколько мод будет телепортировано в каждом эксперименте, что обеспечило дополнительный уровень контроля над установкой.
В дополнение к достигнутой вариативности управления, команда также сообщает о получении результатов телепортации с точностью (верностью) почти 70%. Знаменательно, что все наблюдаемые случаи превысили предел запрета клонирования — порог, устанавливающий верхнюю границу точности копий, согласно концепции, известной как «теорема о запрете клонирования». Этот показатель часто используется как граница для оценки подлинной квантовой телепортации в отличие от той, которую можно было бы воспроизвести с помощью чисто классических методов.
По сути, достижение команды демонстрирует телепортацию множества квантовых состояний на боковых частотах параллельно, что само по себе является значимым первым результатом, а также показывает, что количество одновременно телепортируемых мод является регулируемым. «Результаты представляют новый метод для квантовой телепортации множества квантовых состояний одновременно и делают решающий шаг в улучшении телепортационных возможностей квантовой телепортации», — пишет команда в своем исследовании, в журнале Science Bulletin.