CC BY 2.0 / Robert Couse-Baker / cyclotron
Группа исследователей из Китая и Австрии телепортировала трехуровневые квантовые состояния, также известные как кутриты. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Ученым впервые удалось успешно провести подобный эксперимент. Физики смогли доказать, что у кутритов есть уникальная возможность существовать сразу в нескольких состояниях.
До сих пор ученым удавалось телепортировать только кубиты — двойные квантовые биты информации. Стандартный бит, рассматриваемый в основном в вычислительных науках, обладает только значениями "ноль" или "один". Кубит же имеет оба значения.
Новый эксперимент доказал существование кутрита, который помимо значений "ноль" и "один" обладает значением "два". Кроме того, эти ячейки могут существовать сразу в трех состояниях.
Квантовая телепортация представляет собой способность передать свойства одной частицы другой частице. Для этого нужно по одному или нескольким путям одновременно пройти фотону. Еще в девяностые годы ученые доказали теоретическую возможность многоуровневой квантовой телепортации. Квантовые ячейки закодированы в возможных путях, которые может пройти фотон.
В представленном австрийскими и китайскими учеными исследовании фотон был одновременно расположен во всех трех оптоволокнах. Ядром квантовой телепортации является так называемое измерение Белла, которое основано на принципе работы многолучевого разветвителя световых частиц.
Разветвитель направляет фотоны через несколько входов и выходов, соединяя вместе все оптоволокна.
Исследователи также использовали вспомогательные фотоны, которые тоже отправлялись в многолучевой разветвитель и могли создавать помехи другим световым частицам.
Опыт показал, что квантовую информацию можно передавать от одной частицы другой на расстоянии без их физического взаимодействия. Кроме того, эта концепция не ограничена тремя состояниями, и теоретически она может распространяться на любое количество квантовых состояний.
Открытие китайских и австрийских ученых позволит расширить возможности квантовых компьютеров. Благодаря многоуровневым квантовым системам можно будет передавать больше информации.
