Команда ученых из США смогла доказать возможность мгновенной передачи квантового состояния на большие расстояния. Исследователям удалось передать квантовое состояние на 44 км с точностью более 90% по волоконно-оптическим сетям, аналогичным тем, которые составляют основу существующего интернета.
Мгновенная передача квантового состояния, или квантовая телепортация, осуществляется при помощи запутанных кубитов. Путем «сплетения» трех кубитов можно заставить одну частицу принять состояние другой через их взаимно запутанного партнера. Как поясняет ScienceAlert, это все равно что превратить одну частицу в другую, в мгновение ока телепортируя ее на расстояние.
Нестабильный характер квантовой информации затрудняет передачу запутанных кубитов на большие расстояния без помех: длинные оптические волокна означают больше шума. В совместном эксперименте Fermilab, AT&T, Калифорнийского технологического института, Гарвардского университета, Лаборатории реактивного движения НАСА и Университета Калгари ученым удалось осуществить квантовую телепортацию на расстояние 44 километра. На сегодня это предел того, как далеко ученые могут отправлять квантовое состояние.
«Мы очень гордимся тем, что достигли этой вехи в создании устойчивых, высокопроизводительных и масштабируемых систем квантовой телепортации. Результаты будут еще больше улучшены за счет модернизации системы, которую мы ожидаем завершить ко второму кварталу 2021 года», — рассказала Мария Спиропулу, профессор физики Калифорнийского технологического института.
В будущих экспериментах учёные собираются установить новый рекорд по дальности телепортации и по числу запутанных кубитов.
«С помощью этого эксперимента мы закладываем основу для строительства городской квантовой сети в районе Чикаго», — заявил Панайотис Спенцурис, руководитель программы квантовой науки Fermilab.
Летом 2020 года в Чикаго представили план по созданию в США квантового интернета, который должен стать не только быстрее, но и безопаснее классического. Сеть под названием Illinois Express Quantum Network разрабатывается Fermilab в сотрудничестве с Аргоннской национальной лабораторией, Калифорнийским технологическим институтом, Северо-Западным университетом и отраслевыми партнерами. На данный момент исследователи считают, что квантовые интернет-сети будут действовать как специализированные расширения классического интернета, а не как полная его замена.
В сентябре 2015 года учёным из Национального института стандартов и технологий США удалось телепортировать фотоны по оптоволокну на расстояние свыше 100 км. В ходе эксперимента использовался однофотонный детектор со сверхпроводящими кабелями на силициде молибдена при температуре, близкой к абсолютному нулю В июне 2017 года китайские учёные осуществили квантовую телепортацию на расстояние свыше 1200 километров