_ O nouă descoperire semnificativă în cercetarea teleportarii : Zgomotul poate îmbunătăți calitatea teleportarii cuantice

Cercetătorii au reușit să efectueze o teleportare cuantică aproape perfectă, în ciuda prezenței zgomotului care perturbă de obicei transferul stării cuantice. Rezultatele au fost publicate în revista Science Advances.

În teleportare, starea unei particule cuantice, sau qubit, este transferată dintr-o locație în alta fără a trimite particulele în sine. Acest transfer necesită resurse cuantice, cum ar fi încurcarea între o pereche suplimentară de qubiți.

Într-un caz ideal, transferul și teleportarea stării qubit se pot face perfect. Cu toate acestea, sistemele din lumea reală sunt vulnerabile la zgomot și perturbări – iar acest lucru reduce și limitează calitatea teleportării.

Cercetătorii de la Universitatea din Turku, Finlanda și de la Universitatea de Știință și Tehnologie din China, Hefei, au propus acum o idee teoretică și au făcut experimente corespunzătoare pentru a depăși această problemă. Cu alte cuvinte, noua abordare permite atingerea teleportarii de înaltă calitate în ciuda prezenței zgomotului.

„Lucrarea se bazează pe o idee de distribuire a încurcăturii — înainte de rularea protocolului de teleportare — dincolo de qubiții utilizați, adică, exploatând încâlcerea hibridă între diferite grade fizice de libertate”, spune profesorul Jyrki Piilo de la Universitatea din Turku.

Convențional, polarizarea fotonilor a fost folosită pentru încurcarea qubiților în teleportare, în timp ce abordarea actuală exploatează încrucișarea hibridă dintre polarizarea și frecvența fotonilor.

„Acest lucru permite o schimbare semnificativă a modului în care zgomotul influențează protocolul și, de fapt, descoperirea noastră inversează rolul zgomotului. de la a fi dăunător la a fi benefic pentru teleportare”, spune Piilo.

Cu încrucișarea convențională a qubitului în prezența zgomotului, protocolul de teleportare nu funcționează. Într-un caz în care inițial există încrucișare hibridă și nu există zgomot, nici teleportarea nu funcționează.

„Cu toate acestea, când avem entanglement hibrid și adăugăm zgomot, teleportarea și transferul de stare cuantică au loc într-o manieră aproape perfectă. ”, spune dr. Olli Siltanen a cărui teză de doctorat a prezentat partea teoretică a cercetării actuale.

În general, descoperirea permite teleportarea aproape ideală, în ciuda prezenței unui anumit tip de zgomot atunci când se utilizează fotoni pentru teleportare.

„Deși am făcut numeroase experimente pe diferite fațete ale fizicii cuantice cu fotoni în laboratorul nostru, a fost foarte palpitant și plin de satisfacții să vedem acest experiment de teleportare foarte provocator încheiat cu succes”, spune dr. Zhao-Di Liu de la Universitatea de Știință și Tehnologie din China, Hefei.

„Acesta este un experiment semnificativ de dovadă a principiului în contextul unuia dintre cele mai importante protocoale cuantice”, spune profesorul Chuan-Feng Li de la Universitatea din China. Universitatea de Știință și Tehnologie din China, Hefei.

Teleportarea are aplicații importante, de exemplu, în transmiterea informațiilor cuantice și este de maximă importanță să existe abordări care să protejeze această transmisie de zgomot și să poată fi utilizată pentru alte aplicații cuantice.

Rezultatele studiului actual pot fi considerate drept cercetare de bază care are o importanță fundamentală semnificativă și deschide căi interesante pentru lucrările viitoare pentru a extinde abordarea la tipurile generale de surse de zgomot și la alte protocoale cuantice.

(Fluierul)