Исследование имеет большие потенциальные последствия для квантовой информационной технологии, которая является будущим способом передачи и хранения закрытой информации.
Автор: Ашвини Сахаркар (Ashwini Sakharkar)
(techexplorist.com) – Группа исследователей из Йокогамского национального университета (Yokohama National University) в Японии сделала нечто совершенно бесподобное, чего никто еще никогда не делал. Им удалось передать на расстоянии квантовую информацию защищенным образом в одну из самых твердых структур на планете – алмаз. Это достижение имеет большие потенциальные последствия для квантовой информационной технологии, которая является будущим способом передачи и хранения закрытой информации.
«Квантовая телепортация позволяет передавать квантовую информацию в пространство, которое иным образом недоступно, - считает Хидео Косака (Hideo Kosaka), профессор технологии из Йокогамского национального университета и автор исследования. - Она также позволяет передавать информацию в квантовую память без открытия или разрушения хранящейся квантовой информации».
Изученное в исследовании «недоступное пространство» состоит из атомов углерода в алмазе. Структура алмаза состоит из соединенных, но все-таки отдельно расположенных атомов углерода, которые имеют шесть протонов и шесть нейтронов в ядре с шестью вращающимися вокруг них электронами. Когда атомы присоединяются к алмазу, они образуют так называемую прочую решетку.
Для проведения своего исследования ученые сосредоточили внимание на дефектах, которые иногда возникают в алмазах, когда атом азота появляется в вакансиях, которые обычно содержат атомы углерода.
Косака и его группа присоединили провод толщиной, равной четверти толщины человеческого волоса, к поверхности алмаза для воздействия на электрон и изотоп углерода внутри дефекта алмаза, известного научному сообществу как азото-замещенная вакансия.
Для этого они соорудили колебательное магнитное поле вокруг алмаза, затем применили микроволны и радиоволны для сцепления электрона и ядра атома углерода.
Затем исследователи контролировали микроволны, направляемые на алмаз для передачи информации внутри него. Сначала они использовали азотные наномагниты для передачи состояний поляризации фотона к атому углерода, эффективно достигая телепортации.
После того, как исследователи достигли того, что электрон поглотил фотон, содержащий квантовую информацию, они обнаружили, что состояние поляризации фотона передалось углероду, это означало, что они успешно передали квантовую информацию.
«Успех хранения фотона в другом узле создает сплетение между двумя соседними узлами», - сказал Косака. Процесс, называемый квантовыми повторителями, может принимать отдельные порции информации от узла к узлу, по всему квантовому полю.
«Наша конечная цель – реализовать масштабируемые квантовые повторители для систем квантовой связи на дальние расстояния и распределенные квантовые вычислительные системы для крупномасштабных квантовых вычислений и метрологии», - сказал Косака.
Это исследование опубликовано в журнале Communications Physics.
