Bár ez úgy hangzik, mintha soha nem történhetne meg a való életben, a kvantum-teleportálás terén az utóbbi időben néhány hihetetlen lépést tettek a kutatók, és végre sikerült elérniük valamit, amit a legtöbben teljes képtelenségnek tartottak.
A Kaliforniai Műszaki Egyetem (Caltech), a NASA egyik kutatóintézete (JPL) és a Fermilab közös kísérletében sikerült 44 kilométeres távolságra, hosszabb időtartamra kvantuminformációt teleportálni, a legfejlettebb kvantumeszközök segítségével.
A módszer a kvantum-összefonódás jelenségén alapul, és a felhasznált rendszer segítségével a kutatók sikeres kvantum-teleportálást hajtottak végre, amelynek során fotonokhoz rendelték a kvantuminformációkat. Bár ez nem hangzik nagy dolognak, azok számára, akik tudják, milyen lehetőségek rejlenek benne, ez monumentális áttörést jelent, és a tudósok azt mondják, ez hihetetlen utakat nyithat meg a jövőben.
Ez lényegében az első lépés a kvantuminternet felé – ez egy tervezett telekommunikációs infrastruktúra, amin az adatot a hagyományos bináris kód helyett kvantumbitek reprezentálják. A kvantum-teleportálást nem mindenki tartotta lehetségesnek, de most, hogy megtörtént, sokkal valóságosabb lehetőségeket tartogat, mint azt bárki gondolta volna. Természetesen még hosszú út áll előttünk, de a jövőben igazán nagyszerű dolgokra számíthatunk.
„Nagyon örülünk ezeknek az eredményeknek.” – mondta a Fermilab tudósa, Panagiotis Spentzouris, a tanulmány egyik szerzője. „Ez kulcsfontosságú eredmény egy olyan technológia kiépítésében, amely újradefiniálja a globális kommunikációt.”
A kvantuminternet hálózatában az információt qubitekben (vagyis kvantumbitekben, a kvantuminformáció alapegységében) tárolják, és nagy távolságokra utaztatják, a kvantum-teleportálás módszerével. Ezt a kvantum-összefonódás jelensége teszi lehetővé, ami azt jelenti, hogy két vagy több részecske elválaszthatatlanul kapcsolódik egymáshoz. Ha a két összekapcsolt részecske a térben két távoli ponton helyezkedik el, a bennük kódolt információ teleportálódik.
A méréseket a Caltech és a Fermilab kvantumhálózati tesztkörnyezetében (CQNET és FQNET) végezték. A rendszereket a Caltech kvantumhálózatokkal és technológiákkal foglalkozó kutatási programja, az Intelligent Quantum Networks and Technologies, (vagyis IN-Q-NET) tervezte.
„Nagyon büszkék vagyunk arra, hogy elértük ezt a mérföldkövet, és fenntartható, magas teljesítményű, skálázható kvantum-teleportációs rendszert alkottunk. Az eredményeink várhatóan még jobbak lesznek a 2021 második negyedévére.” – mondta Maria Spiropulu, a Caltech fizikaprofesszora és az IN-Q-NET kutatási program vezetője.
A tesztelt teleportációs rendszerek a kutatók szerint kompatibilisek a jelenleg is kiépített telekommunikációs infrastruktúrával, valamint a fejlesztés alatt álló kvantumeszközökkel. A kutatók jelenleg azon dolgoznak, hogy javítsanak az összefonódás pontosságán és arányán.
Ezt az eredményt mindössze néhány hónappal azután sikerült elérni, hogy az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma egy chicagói sajtótájékoztatón bemutatta egy nemzeti kvantuminternet tervét.
„Ezzel a bizonyítékkal kezdjük megalapozni a chicagói környéki nagyvárosi kvantumhálózat kiépítését.” – mondta Spentzouris. Az Illinois Express Quantum Network elnevezésű hálózatot a Fermilab tervezi az Argonne National Laboratory, a Caltech, a Northwestern University és más partnerek együttműködésével.
Bár ez még közel sem az a teleportálás, amit a tudományos fantasztikus filmekben láthatunk, de mégis egy jelentős lépés ebben az irányban. Ezeknek a fotonoknak a 44 kilométerre történő teleportálása talán nem hangzik olyan nagy dolognak, de sok minden van mögötte, ami valóban izgalmassá teszi ezt az eredményt. Gondoljunk csak bele, ilyesmi mégsem történik minden nap.
