Но за последние два десятилетия квантовая телепортация — перенос квантовой структуры объекта из одного места в другое без физической передачи — переместилась из сфер фантастики Star Trek в осязаемую реальность.
Квантовая телепортация — важный строительный блок для квантовых вычислений, квантовой связи и квантовой сети и, в конечном итоге, квантового Интернета. Хотя теоретические предложения для квантового Интернета уже существуют, проблема для ученых заключается в том, что до сих пор ведутся споры о том, какая из различных технологий обеспечивает наиболее эффективную и надежную систему телепортации.
Это дилемма, которую международная группа исследователей во главе с доктором Стефано Пирандола из факультета компьютерных наук Йоркского университета намеревалась разрешить.
В статье, опубликованной в Nature Photonics, команда, в которую вошли ученые из Свободного университета Берлина и университетов Токио и Торонто, рассмотрела теоретические идеи о квантовой телепортации, сосредоточив внимание на основных экспериментальных подходах и связанных с ними преимуществах и недостатках.
Ни одна из технологий сама по себе не обеспечивает идеального решения, поэтому ученые пришли к выводу, что гибридизация различных протоколов и лежащих в их основе структур может предложить наиболее плодотворный подход.
Например, системы, использующие фотонные кубиты, работают на расстояниях до 143 километров, но они являются вероятностными в том смысле, что может быть передано только 50 процентов информации. Чтобы решить эту проблему, такие фотонные системы могут использоваться в сочетании с системами с непрерывным изменением, которые являются 100-процентными, но в настоящее время ограничены короткими расстояниями.
Что наиболее важно, для оптической связи на основе телепортации требуется интерфейс с подходящей квантовой памятью на основе материи, где квантовая информация может храниться и обрабатываться.
Доктор Пирандола, который также является членом Йоркского центра квантовых технологий, сказал: «У нас нет идеальной или универсальной технологии для квантовой телепортации. Эта область сильно развивалась, но нам, похоже, нужно полагаться на гибридный подход, чтобы получить максимум от каждой доступной технологии.
«Использование квантовой телепортации в качестве строительного блока для квантовой сети зависит от ее интеграции с квантовой памятью.
Развитие хорошей квантовой памяти позволило бы нам создавать квантовые повторители, тем самым расширяя диапазон телепортации. Они также дадут нам возможность хранить и обрабатывать передаваемую квантовую информацию на локальных квантовых компьютерах.
«В конечном итоге это может стать основой квантового Интернета.
Пересмотренная гибридная архитектура, вероятно, будет опираться на квантово-оптическую связь на большие расстояния на основе телепортации, сопряженную с твердотельными устройствами для обработки квантовой информации.”
Йоркский университет возглавляет уникальное сотрудничество по использованию фундаментальных законов квантовой физики для разработки безопасных коммуникационных технологий и услуг для потребительского, коммерческого и государственного рынков.
Центр квантовых коммуникаций — один из четырех в новом исследовательском совете по инженерным и физическим наукам ?155-метровая национальная сеть центров квантовых технологий.