Детектор одиничних фотонів на базі нанопроводів
Нові розробки можуть закласти основу для "квантового інтернету" - глобальної мережі для передачі квантової інформації.
Фізики передали квантові дані по оптоволоконному кабелю на відстань понад 100 км, побивши попередній рекорд в чотири рази. Про це йдеться в статті, опублікованій в журналі Optica.
Квантовою телепортацією називається феномен передачі квантової інформації. У спрощеному вигляді телепортація відбувається так: у Аліси (так традиційно називають передавальну сторону) є фотон в певному стані, який вона хоче телепортувати Бобу (так традиційно називають приймальну сторону).
Для здійснення телепортації Боб створює кілька плутаних фотонів і посилає один з них Алісі.
Отримавши плутаний фотон, Аліса заплутує його з тим фотоном, стан якого хоче передати. Потім вона проводить вимірювання своїх фотонів і за класичним каналом зв'язку передає результати вимірювання Бобу.
Математика, що стоїть за описом цього процесу, така: знаючи результати вимірювання Аліси, Боб може, не руйнуючи, виправити стан свого фотона так, що отримає без викривлення вихідний квантовий стан, який був у Аліси.
Експерименти на колайдері похитнули Стандартну модель фізики
Недавні експерименти дозволили досягти дальності телепортації в оптоволокні у 25 км. Під час передачі по відкритому повітрю раніше була отримана дальність в 143 км, однак використання оптоволоконних кабелів значно зручніше для практичного застосування, тому відстань телепортації саме в кабелі має вирішальне значення для розвитку квантових технологій.
Тепер фізики з американського Національного інституту стандартів і технологій (NIST) змогли більш ніж в чотири рази перекрити цей рекорд. Група під керівництвом Хірокі Такесуе змогла здійснити квантову телепортацію на відстань в 102 км.
Це досягнення стало можливим завдяки використанню чотирьох однофотонних детекторів нового типу (на основі надпровідних нанопроводів з кременистого молібдену), створених в NIST. Учені зазначають, що дистанцію в 100 км можуть подолати тільки близько 1% фотонів, тому без детекторів, здатних вловити екстремально слабкий сигнал, успіх експерименту був би неможливий.
Автори дослідження зазначають, що їхня розробка дозволить створити квантові повторювачі, які зможуть "оновлювати" квантові дані, і, зрештою, закласти основу для "квантового інтернету" - глобальної мережі для передачі квантової інформації.
Учені продемонстрували надійну квантову телепортацію
Квантова телепортація необхідна для систем квантової криптографії і комунікацій: зокрема, з її допомогою можна передавати шифрувальні ключі так, що їх буде неможливо перехопити.
Раніше знаменитий британський учений Стівен Хокінг заявив, що з чорних дір можна вибратися, але тоді "щасливчики" потраплять в інший всесвіт.
Мюонні детектори вказали на те, що у верхніх шарах атмосфери Землі постійно утворюються бозони Хіггса - частинки, відкриті експериментально тільки в 2012 році на Великому адронному колайдері.
Як працюють квантові комп'ютери: