Fizičari su prvi put pokazali proces kvantne teleportacije s jednog silicijskog čipa na drugi. Njihov sustav, izgrađen na principima integrirane optike, koristi kombinaciju nelinearnih izvora fotona i linearnih kvantnih krugova. Ovaj dizajn pruža jednu od najviših točnosti teleportacije do sada. Rad objavljen u časopisu Physics Nature.
Za izgradnju sustava za obradu i prijenos kvantnih informacija znanstvenici često koriste načela integrirane optike. Optika ima nekoliko značajnih prednosti: na primjer, omogućuje vam skaliranje sustava, povećavajući njegovu računalnu sposobnost. Međutim, rad s kvantnim podacima u integriranom optiku zahtijeva provedbu nekoliko složenih mehanizama. Takav bi sustav trebao biti u stanju generirati grupe pojedinačnih fotona, kontrolirati ih i zatim se registrirati.
U prethodnim radovima fizičari su se već suočili s problemom stvaranja generatora s dovoljno svijetlim i prepoznatljivim fotonima. Pored toga, kombiniranje izvora fotona s kvantnim sklopovima (diktafonima) unutar jednog kompaktnog uređaja prilično je težak zadatak. Unatoč tome, 2014. znanstvenici su uspjeli kvantnu teleportaciju fotona unutar jednog silicijskog čipa.
Sada je međunarodni tim znanstvenika pod vodstvom Daniela Llewellyna sa Sveučilišta u Bristolu izgradio sustav koji omogućava kvantnu teleportaciju s jednog čipa na drugi. Sastoji se od dva dijela - odašiljača (5 × 3 milimetra) i prijemnika (3,5 × 1,5 milimetra). Odašiljač je mreža nelinearnih izvora fotona i linearnih kvantnih krugova.
Prvo se generiraju dva para fotona i prolaze kroz senzor da bi se utvrdilo jesu li isprepleteni. Zatim su usmjereni kroz valovodne kanale do linearnog kvantnog kruga (niz kvantnih eksperimenata). Posljednja faza je mjerenje pomoću Mach-Zehnderovih interferometra (ovaj se uređaj sastoji od valovoda koji se grana na dva dijela; elektrode koje se nalaze na bočnim stranama interferometra opet dovode gredu u jednu). Jedan od zapletenih fotona šalje se na prijemnik preko 10-metarskog optičkog kabela. Prijemnik vrši ista mjerenja interferometra kao i odašiljač.
Shematski prikaz uređaja. i. odašiljač b. prijamnik.
Instalacija može teleportirati fotone unutar jednog i dva čipa (u slučaju dva čipa bili su na udaljenosti 10 metara jedan od drugog). Stupanj podudarnosti kvantnih stanja (točnost teleportacije) u prvom je načinu 0,906, u drugom - 0,885. U radu na teleportaciji 2014. godine fizičari su postigli brojku od oko 0,89.
Prema autorima, njihov rad može biti koristan u projektima integrirane optike većih razmjera koji su primjenjivi u području kvantne komunikacije i računanja. Govorimo ne samo o kvantnom računalu, već i o kvantnoj mreži koja je implementirana na optičkim principima. Poboljšanje točnosti prijenosa podataka omogućit će fizičarima stvaranje učinkovitijih komunikacija zasnovanih na kvantnoj teleportaciji.
Promotivni video:
Ne tako davno znanstvenici su fotografirali kvantno zapletenost, možete pogledati. A profesor Alexander Lvovsky rekao nam je o tome kako pravilno razumjeti eksperimente s upletenim česticama.
Oleg Makarov