MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Международная группа учёных из Германии впервые в мире осуществила квантовую телепортацию состояния поляризации фотона между фотонами из разных источников. Это стало прорывом для создания квантового интернета, для чего до сих пор не было надёжной базы в виде повторителей квантового сигнала. Квантовые состояния нельзя перехватить без разрушения, что стало как преимуществом, так и ограничением для этой технологии.
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4.1/3DNews
О разработке сообщили учёные Университета Штутгарта (University of Stuttgart), Университета Саарбрюккена (Saarland University) и Института Лейбница в Дрездене (IFW). Они разработали полупроводниковый источник фотонов с высокой степенью повторяемости характеристик этих квантов ЭМ-излучения: частоты, фазы, поляризации и других. Затем они разнесли квантовые точки на расстояние 10 м и соединили их обычным оптоволокном. Идея заключалась в том, чтобы передать квантовое состояние одного фотона другому — из удалённого источника.
Проблема в том, что квантовые состояния телепортируются только между запутанными частицами, для чего они должны быть полностью идентичны и исходить из одного источника. Считать в условиях условного повторителя на линии квантовое состояние означает разрушить его, что сразу лишает квантовую криптографию смысла как метода безопасной передачи данных. Передача квантового состояния без его разрушения между фотонами источника и повторителя — это и стало бы прорывом, ведь в магистрали оптический сигнал сам по себе затухает уже через несколько десятков километров.
Исследователи из Германии решили проблему оригинальным образом. Они передали квантовое состояние в поляризации фотона на повторитель, который испустил пару запутанных фотонов. Один фотон из пары пропустили через нелинейный оптический канал, чтобы сгладить даже минимальные отличия в характеристиках фотона от источника и от повторителя. Прежде всего речь шла об идеальном совпадении несущей частоты фотонов.
Затем фотон из источника и фотон от повторителя пропустили через схему измерения состояния Белла, где поляризация исходного фотона — искомый квантовый сигнал — передалась на фотон повторителя. Поскольку у последнего был запутанный с ним близнец, эта же квантовая кодировка передалась и ему. Тем самым на повторителе возник фотон с тем же квантовым состоянием (поляризацией в суперпозиции), что и у исходного фотона.
В результате таких действий при передаче квантового состояния коллапса волновой функции не произошло, и квантовые данные можно было передать дальше уже фотоном из второго источника. Квантовые точки пока испускают недостаточно похожие по свойствам фотоны, и передача происходит в 70 % случаев. Учёные обещают улучшить технологию производства полупроводниковых квантовых точек, чтобы добиться максимального приближения к идеалу.
Источник:
