U revolucionarnom poduhvatu u demonstriranju kvantne teleportacije, dva nezavisna tima naučnika uspela su da prenesu kvantnu informaciju na nekoliko kilometara duž komercijalnih mreža optičkih vlakana.
Eksperimenti sprovedeni u Kalgariju (Kanada) i Hefeiju (Kina), opisani su u dva različita rada objavljena u časopisu “Nature Photonics”.
Kvantna teleportacija prvi put je zamišljena pre gotovo dve decenije i zasnovana je na “isprepletenosti” – čudnom fenomenu koji je Albert Ajnštajn nazivao “čudnom aktivnošću na daljinu”.
Kada su dve subatomske čestice isprepletene, menjanjem kvantnog stanja jedne automatski se menja kvantno stanje druge, bez obzira na njihovu udaljenost.
Koristeći to svojstvo, istraživači iz Kanade mogli su da pošalju kvantnu informaciju kroz optička vlakna na udaljenost od 6,2 kilometra. Kineski tim, koristeći nešto drugačiju konfiguraciju, preneo je informaciju na udaljenost od 12,5 kilometara.
Iako su ranije naučnici uspevali da prenesu kvantne informacije i na većim razdaljinama, ovo je prvi put da je eksperiment uspeo koristeći postojeću telekomunikacionu infrastrukturu, što je ključni korak u primenjivosti ovog fenomena.
Pitate se kako funkcioniše kvantna teleportacija? Zamislite tri osobe Miku, Peru i Žiku. Mika želi da pošalje informaciju Peri. Kako bi to učinio, on priprema foton koji želi da teleportuje i šalje ga Žiki. Kad Žika primi dva fotona – jedan od Pere, jedan od Mike – on obavlja takozvano merenje u Belovom stanju, koje zapravo primorava dve čestice da se isprepliću. Zbog toga, Perin foton dolazi u originalno stanje Mikinog fotona čime se teleportuju kvantna stanja između Mike i Pere, bez obzira na njihovu udaljenost.
Iako upotreba reči “teleportacija” obično ljude navodi na pomisao na transportere iz “Zvezdanih staza”, kvantna teleportacija nije toliko “egzotična”. Ona se odnosi na trenutno prenošenje informacija, a ne materije.
To ne znači da je njena primena “dosadna”. Mogla bi da posluži u razvoju superbrzih kvantnih računara, za kvantnu kriptografiju, kao i za stvaranje bezbednog “kvantnog interneta”. Drugim rečima, mogla bi da donese revoluciju u svet komunikacija.
Recimo, kvantni internet mogao bi da omogući korisnicima da prenesu informaciju kroz kvatna stanja, umesto kroz nule i jedinice, kao što se to trenutno radi. Pošto je nemoguće očitavati kvantno stanje fotona, a da se ono ne poremeti, ova mreža bila bi praktično potpuno bezbedna od hakera.
“Dva eksperimenta se mogu smatrati prekretnicom u dostizanju dugoročnog cilja – izgradnje kvantnog interneta na bazi vlakana koji će povezivati velike gradove”, kaže Johanes Kofler sa Instituta za kvantnu optiku “Maks Plank” u Minhenu, koji nije bio uključen u eksperimente.
(Tekst: B92, foto: NewScientist)
Više informacija možete naći na sajtu PhysicsWorld ili u radovima u časopisu Nature Photonics (prvi rad, drugi rad).
