Китайские физики впервые передали сразу пять квантовых состояний

Группа исследователей из Шаньсийский университет сообщила о крупном достижении в сфере квантовой телепортации. Ученым удалось одновременно передать несколько квантовых состояний, преодолев давнее технологическое ограничение в системах с непрерывными переменными. Руководил работой физик Сяолун Су.


В ходе эксперимента специалисты смогли телепортировать до пяти так называемых боковых полос кумодов. Их можно представить как отдельные частотные каналы, передаваемые через оптическое поле. Ранее подобные эксперименты позволяли передавать квантовую информацию только последовательно — по одному каналу за раз, что существенно ограничивало пропускную способность перспективных квантовых сетей.

Исследователи подчеркивают, что квантовая телепортация не означает физическое перемещение объектов. Речь идет о передаче информации, описывающей квантовое состояние частицы, из одной точки в другую. Основой процесса служит квантовая запутанность — особая корреляция между системами, которую невозможно объяснить классической физикой. Для передачи также требуется обычный канал связи, по которому отправляются вспомогательные данные.

Долгое время последовательный характер передачи считался серьезным барьером для развития квантовых коммуникаций. В традиционных системах связи рост пропускной способности достигается за счет параллельной передачи множества каналов. Китайская команда предложила метод управляемой и детерминированной телепортации нескольких боковых полос одновременно. Подход основан на точной фазовой настройке двух классических каналов связи с использованием регулируемых частот.

Благодаря такому фазовому контролю ученым удалось обеспечить телепортацию пяти боковых полос в пределах полосы пропускания 24 мегагерца. При этом метод позволяет гибко выбирать число передаваемых кумодов в каждом эксперименте, а не ограничиваться фиксированным значением. Точность восстановления квантового состояния на выходе достигла примерно 70 процентов.

Полученные показатели превысили так называемый предел неклонируемости — ключевой критерий, который отделяет подлинную квантовую телепортацию от процессов, воспроизводимых классическими средствами. Авторы работы считают, что их результаты демонстрируют принципиальную возможность параллельной передачи квантовой информации и открывают путь к созданию более масштабируемых квантовых линий связи.

По оценке исследователей, новая технология позволит упаковывать значительно больший объем квантовых данных в одну физическую систему и снизит необходимость строить отдельные телепортационные установки для каждого канала.

Читайте также: