Квантовая телепортация может стать реальностью на очень больших расстояниях

Обычно прохождение частиц через оптическое волокно разрушает состояние квантовой запутанности

Международной группе физиков удалось обнаружить возможность сохранения квантовой запутанности частиц при прохождении через усилитель.

Квантово запутанные частицы (КЗЧ) рассматриваются в качестве ряда перспективных технологий, например, квантовых компьютеров или идеально защищенных коммуникационных систем.

КЗЧ представляют собой квантовые объекты, находящиеся в едином состоянии. Даже при удалении на большие расстояния они могут рассматриваться как единое целое. Речь идет о неклассическом эффекте квантовой телепортации, которая активно изучалась в течение последних десятилетий.

Для эффективного использования КЗЧ при построении квантовых компьютерных проблем ученым предстоит решить ряд сложных задач, в том числе и проблему сохранения квантовой запутанности при затухании сигнала и его прохождении через усилитель.

Для современных оптоволоконных систем разработано немало усилителей с редкоземельными элементами. В новой статье чешских, словацких и российских физиков рассказывается о возможности сохранения КЗЧ в определенных классах сигналов при прохождении через усилитель.

Для достижения такого эффекта, ученые предлагают использовать частицы, находящиеся в «негауссовском» состоянии, когда волновая функция в координатном представлении не обладает формой гауссовского волнового пакета.

Волновая функция дает максимальную информацию о состоянии квантового объекта. К сожалению, у обычных фотонов, используемых в большинстве экспериментов с КЗЧ, волновая функция имеет колоколообразную форму гауссовского пакета, поэтому при попытках усилить сигнал состоянии квантовой запутанности разрушаются.

Ученые выяснили, что используя фотоны с негауссовской волновой функцией, количество пар КЗЧ, сохранившихся при прохождении сигнала через усилитель резко возрастет, а значит, квантовая телепортация может стать реальностью на очень больших расстояниях.


Интересные материалы: