Premieră în fizică. Cercetătorii au reușit ceva ce părea imposibil până acum
Teleportarea cuantică este pe cale să schimbe lumea. Sună a science fiction – ideea că starea cuantică a unui sistem poate fi transferată sau „teleportată” către un alt sistem aflat la o distanță mare, cu o viteză apropiată de cea a luminii.
O echipă de fizicieni din China a realizat teleportarea cuantică simultană a unei imagini formate din 100 de pixeli. Cercetătorii au construit 100 de canale cuantice independente, care au permis transferarea în paralel a informațiilor codificate în fiecare element al imaginii.
Performanța ar putea ajuta la dezvoltarea unor rețele cuantice capabile să transmită volume mai mari de informații și să conecteze calculatoare sau senzori cuantici.
O imagine „teleportată” prin 100 de canale cuantice simultan
Cercetătorii de la East China Normal University din Shanghai au creat o rețea optică de tip 10x10, alcătuită din 100 de moduri spațiale care funcționează asemenea pixelilor unei imagini.
Fiecare dintre cele 100 de elemente putea fi controlat independent și putea transporta propriul flux de informație cuantică. În cadrul experimentului, echipa a folosit această rețea pentru a transmite o imagine reprezentând litera „Q”.
Rezultatele, publicate în revista Physical Review Letters, arată că întreaga rețea optică și imaginea au fost teleportate cu fidelități care au depășit limitele realizabile prin metode clasice.
În acest context, „teleportarea” nu înseamnă că imaginea sau un obiect fizic a dispărut dintr-un loc și a reapărut în altul. A fost transferată starea cuantică în care era codificată informația imaginii, folosind proprietățile corelării cuantice.
De asemenea, tehnologia nu permite transmiterea informațiilor mai repede decât lumina. Pentru finalizarea procesului este necesară și comunicarea printr-un canal clasic.
De ce sunt importante cele 100 de canale
În mod obișnuit, sistemele de teleportare cuantică transferă stările una câte una. Această limitare devine o problemă atunci când trebuie transmise informații complexe, care conțin un număr mare de componente.
Noua arhitectură permite efectuarea în paralel a operațiunilor cuantice. Cercetătorii au folosit o hologramă programabilă, generată pe computer, și un dispozitiv care controlează modul în care este distribuită lumina.
Raza laser a fost separată într-o grilă cu 100 de moduri spațiale distincte. Acestea au devenit canale cuantice independente, fără ca fiecare canal să necesite un ansamblu separat de echipamente.
Potrivit IEEE Spectrum, cercetătorii consideră că metoda ar putea crește semnificativ capacitatea viitoarelor rețele cuantice. Echipa lucrează deja la extinderea sistemului la 1.000 de canale, folosind lasere mai puternice și amplificatoare mai performante.
Rețelele cuantice ar putea conecta calculatoare cuantice aflate în locuri diferite, astfel încât acestea să funcționeze împreună, sau ar putea lega mai mulți senzori pentru efectuarea unor măsurători extrem de precise.
Experimentul reprezintă însă, deocamdată, o demonstrație realizată în condiții de laborator. Cercetătorii nu au prezentat o rețea cuantică utilizabilă comercial și nici teleportarea unei fotografii obișnuite pe distanțe mari.
