Pentru prima dată, cercetătorii au teleportat o imagine prin 100 de canale cuantice simultan

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Cercetătorii au teleportat o imagine prin 100 de canale cuantice simultan. Teleportarea cuantică ar putea schimba radical modul în care comunicăm, oferind o metodă prin care starea cuantică a unui sistem poate fi transferată către un alt sistem aflat la distanță, cu viteze apropiate de cea a luminii. Deși pare desprinsă din science-fiction, această tehnologie este reală și a fost demonstrată experimental la scară redusă. Pentru ca viitoarele computere cuantice să poată comunica prin rețele extinse, însă, va fi nevoie de transmiterea simultană a unor cantități mult mai mari de informație cuantică.

Cercetătorii au teleportat o imagine prin 100 de canale cuantice simultan. Un nou experiment reprezintă un pas important în această direcție. O echipă de fizicieni condusă de Jietai Jing, de la Universitatea Normală din China de Est, a realizat teleportarea cuantică prin 100 de canale simultan, demonstrând procesul prin transferul cu succes al informației cuantice codificate într-o imagine formată din 100 de pixeli.

„Din câte știm, este într-adevăr cel mai mare număr de canale de teleportare cuantică independente care pot fi controlate individual și care au fost demonstrate simultan. În principiu, această arhitectură ar putea oferi o interfață flexibilă, de mare capacitate, pentru viitoarele rețele de comunicații cuantice”, a declarat Jing pentru ScienceAlert.

Ce este teleportarea cuantică?

Teleportarea cuantică a fost propusă pentru prima dată în 1993 și demonstrată experimental câțiva ani mai târziu. În ciuda numelui, procesul nu presupune ca materia să dispară dintr-un loc și să reapară în altul. În schimb, starea cuantică a unui sistem este transferată către un alt sistem folosind o stare de inseparabilitate cuantică partajată și comunicații clasice.

De la primele experimente, cercetătorii au reușit să teleporteze stări cuantice folosind fotoni, atomi și qubiți în stare solidă, pe distanțe de peste 100 de kilometri și chiar de la sol către un satelit. Totuși, distanța nu este singura problemă care trebuie rezolvată. O rețea cuantică de mari dimensiuni ar trebui să poată manipula simultan numeroase stări cuantice, ceea ce face ca extinderea capacității să fie la fel de importantă.

Jing și colegii săi au aranjat 100 de moduri spațial separate ale luminii într-o grilă de 10 × 10, fiecare putând fi controlat independent. Astfel au obținut 100 de canale de teleportare cuantică. Cercetătorii au creat apoi o grilă corespunzătoare de lumină inseparabilă cuantic și un sistem optic capabil să proceseze toate cele 100 de canale în paralel.

„Depășind aceste două provocări, am realizat teleportarea cuantică a 100 de moduri spațiale, cu fidelități care depășesc limitele clasice corespunzătoare”, a spus Jing.

Cercetătorii au teleportat o imagine prin 100 de canale cuantice simultan. Cum s-a desfășurat experimentul?

Imaginea folosită în experiment nu trebuie înțeleasă ca o fotografie teleportată. Informația a fost codificată într-o matrice de 10 × 10 moduri optice spațiale, fiecare mod putând fi considerat un pixel. Împreună, acestea formau litera „Q”. Echipa a teleportat în paralel starea cuantică asociată fiecărui mod și a reconstruit modelul la receptor.

Cercetătorii au măsurat și fidelitatea, adică gradul în care stările cuantice recepționate le corespundeau celor inițiale. Valoarea medie obținută a fost 0,60, peste limita clasică de 0,52, care poate fi atinsă fără inseparabilitate cuantică. Fidelitatea teleportării cuantice a depășit această limită în toate cele 100 de moduri spațiale.

„În loc să implementăm un sistem separat de teleportare pentru fiecare canal, arhitectura noastră permite funcționarea în paralel pe întreaga matrice de moduri optice spațiale. Pe măsură ce capacitatea și complexitatea rețelelor cuantice cresc, această diferență ar putea deveni din ce în ce mai importantă”, a explicat Jing.

Deocamdată, sistemul este limitat de puterea laserului folosit în experiment, de aproximativ un watt. Laserele mai puternice ar putea permite adăugarea unui număr mult mai mare de moduri spațiale și, implicit, a mai multor canale de teleportare.

„Rezultatele noastre stabilesc un model excelent pentru realizarea unor comunicații cuantice scalabile și flexibile”, scriu cercetătorii.

Studiul a fost publicat în revista Physical Review Letters.

Vă recomandăm să citiți și:

Soarele ar fi distrus un Super-Pământ chiar la începutul existenței sale, indică noi cercetări

Pământul nu este deloc o anomalie cosmică, indică noi simulări

Oamenii de știință au observat cum apa se transformă într-o „sticlă” ciudată în loc de gheață

Astronomii au descoperit două stele care au format un sistem binar cu doar 60 de ani în urmă