Исследователи из Университета электронных наук и технологий Китая (UESTC) и Шанхайского института микросистем и информационных технологий продемонстрировали возможность передачи квантовой информации на расстояние около 64 км по сетям городской связи с помощью «столичного квантового Интернета № 1 UESTC». Скорость квантовой телепортации составила 7,1 кубит/с.
Основной экспериментальной задачей в реальной системе квантовой телепортации является измерение состояния Белла, объясняют исследователи. Это простейший пример квантовой запутанности, он показывает, что фотоны источника и приемника неразличимы после передачи на большое расстояние по оптоволокну.
Ученые разработали систему обратной связи, которая реализовала быструю стабилизацию разницы длины пути и поляризации фотонов. Они использовали один кусок волновода из периодически поляризованного ниобата лития с косичками для генерации запутанных пар фотонов. На его основе инженеры разработали высококачественный квантово-запутанный источник света с частотой повторения 500 МГц.
Исследователи разработали сверхчувствительные фотонные сенсоры для реализации квантовой телепортации и фиксации точности результатов. Они использовали высокопроизводительные однофотонные детекторы из сверхпроводящих нанопроволок, которые обладают нужной эффективностью и отличаются практически полным отсутствием шума.
Инженеры применили томографию квантового состояния и метод состояния «приманки» для расчета точности телепортации. Анализ показал, что она была намного выше классического предела (66,7%), подтверждая, что высокоскоростная квантовая телепортация в мегаполисе действительно достигнута. Хотя в лабораторных условиях достигалась телепортация и на большее расстояние, отмечают авторы исследования, это первая демонстрация высокоскоростной телепортации за пределами лаборатории.
Демонстрация высокоскоростной квантовой телепортации за пределами лаборатории связана с целым рядом проблем. Этот эксперимент показывает, как эти проблемы можно преодолеть, и, следовательно, он устанавливает важную веху на пути к будущему квантового интернета.
Цян Чжоу, профессор Университета электронных наук и технологий Китая, один из руководителей исследования
Читать далее:
Мощным землетрясениям за несколько часов предшествуют незаметные движения Земли
«Уэбб» впервые обнаружил воду в области формирования планет земного типа
Физики «обстреляли» ядра гелия, чтобы понять его природу: что из этого вышло
На обложке: Изображение от Freepik