Квантовую запутанность научились сохранять при усилении сигналов

Физики из МФТИ вместе с чешскими коллегами решили проблему усиления сигнала при передаче квантовой запутанности, сообщает сайт института со ссылкой на статью в Physical Review A. Это делает практически возможным передачу квантового сигнала на большие расстояния в оптоволоконных сетях, что приближает создание практически применимых квантовых компьютеров и шифровальных устройств.  

Физики Сергей Филиппов (МФТИ и Российский квантовый центр в Сколково) и Марио Зиман (Масариков университет в Брно, Чехия, и Физический институт в Братиславе, Словакия) нашли способ сохранить квантовую запутанность частиц при прохождении через усилитель или, напротив, при передаче на большое расстояние. Квантово запутанные частицы в настоящее время рассматриваются как основа сразу нескольких перспективных технологий, включая квантовые компьютеры и защищенные от прослушивания каналы связи. Подробности приведены в статье (см. также препринт) для журнала Physical Review A.

Квантовая запутанность позволяет реализовать квантовую телепортацию. Суть этого явления заключается в том, что некий квантовый объект (к примеру, атом) в определенном состоянии из одной лаборатории передает свое квантовое состояние другому объекту в другой лаборатории. Ключевую роль в этом играют именно квантово запутанные частицы, причем подразумевается вовсе не квантовая запутанность между теми атомами, между которыми осуществляется передача состояния. Второй атом становится абсолютно идентичен первому, который при этом переходит в какое-то иное состояние: если бы так перенесли квантовое состояние всех атомов предмета, во второй лаборатории возникла бы его идеальная копия.

Законы квантовой механики не позволяют телепортировать предметы и людей, но уже удается квантово телепортировать отдельные фотоны и атомы — а это позволяет говорить о новых возможностях по построению принципиально новых вычислительных устройств и линий связи.

Филиппов и Зиман нашли способ сохранить квантовую запутанность частиц при прохождении через усилитель или, напротив, при передаче на большое расстояние. И затухание сигнала, и его усиление в таком случае не приведет к потере запутанности, отмечается в сообщении.

Квантово запутанные частицы в настоящее время рассматриваются как основа сразу нескольких перспективных технологий, включая квантовые компьютеры и защищенные от прослушивания каналы связи.