Группа Хироки Такесу (Hiroki Takesue) из компании Nippon Telegraph and Telephone добилась квантовой телепортации фотонов по оптоволоконному кабелю на дистанцию в 103 километра. Это вчетверо превышает лучший предшествующий результат телепортации с использованием кабеля. По утверждению участников группы, подобные эксперименты являются необходимым шагом к построению так называемого ''квантового интернета''. Соответствующая работа была опубликована в журнале Optica.

Квантовой телепортацией называют передачу квантового состояния на расстояние при помощи разъединенной в пространстве запутанной пары фотонов и классического (неквантового) канала связи. Ключевым параметром такой передачи является то, что состояние запутанности (сцепленности) между фотонами в точке отправления в момент передачи разрушается. При этом точно такое же состояние мгновенно воссоздается в точке приема, и никакой возможности отличить новую пару (в точке приема) от старой нет, поэтому этот процесс и называют квантовой телепортацией.

В силу телепортационного характера передачи данных по таким каналам связи передаваемое по ним сообщение будет невозможно перехватить – по крайней мере, существующими средствами. Из-за этого квантовая телепортация давно привлекает внимание разработчиков систем особо защищенной связи для передачи как коммерческих данных, так и сообщений в системах военной и правительственной связи.

Новый рекорд квантовой телепортации был поставлен с использованием продвинутых однофотонных детекторов. Они были сделаны на базе сверхпроводящих фрагментов силицида молибдена, диаметром всего в 150 нанометров, при работе охлаждаемых до температуры на один градус выше абсолютного нуля. При этом сам источник света и кабель были типичными для современной оптоволоконной связи. Разумеется, типовой излучатель в ближнем инфракрасном диапазоне не предназначен для передачи на такие дистанции состояний квантово запутанных фотонов без усиления. Поэтому лишь один из ста фотонов, испущенных источником излучения, достигал конечного пункта передачи, удаленного от исходного на 103 километра. Однако огромная чувствительность силицид-молибденовых однофотонных детекторов позволила не просто провести телепортацию квантовых состояний фотонов, но и сделать это с очень низким уровнем ошибок.

Если в предыдущем эксперименте запутанные фотоны удавалось передавать на четверть сотни километров с вероятностью не выше 75%, то с новыми детекторами вероятность достижения фотонными парами приемника поднялась до 83% – еще один рекорд в области дальней квантовой телепортации по проводу.

Исследовательская группа отмечает, что формально это не самая дальняя передача запутанных состояний фотонов. Тем не менее предыдущий рекорд (144 километра) был поставлен в крайне необычных условиях. Телескоп-передатчик с установленным на нем лазером был размещен на вершине горы на изолированном островке Канарского архипелага и излучал в направлении еще большего телескопа, установленного на другой горе на другом островке архипелага. Все эти ухищрения (как и постановка того эксперимента ночью) минимизировали помехи перемещению фотонов: засветки от близких городов, солнечных лучей и прочего в том опыте практически не было.

Однако в реальном мире для создания сетей квантовой связи подобные методы неприменимы. Никто не даст для минимизации помех выключать освещение в городе, куда требуется осуществить квантовую телепортацию. Гораздо более близким к нормальным условиям следует признать использование стандартного оптоволоконного кабеля, продемонстрированное группой Хироки Такесу.

Турбосушилка MT4111