Код у піксельній графіці. Дослідники успішно телепортували квантову інформацію через 100 каналів одночасно.

Китайські фізики здійснили вражаючий експеримент з квантовою телепортацією, передавши інформацію через 100 незалежних каналів. Вони використали 100-піксельне зображення для кодування квантових даних.

Цю інформацію публікує журнал Science Alert.

Квантова телепортація не передбачає раптове переміщення об'єкта з одного місця в інше. Це процес, що полягає у передачі квантового стану однієї системи до іншої, використовуючи квантову заплутаність та звичайний інформаційний канал.

Досі основною труднощами залишалися не тільки розширення дистанції, на яку можливе передавання квантової інформації, але й обсягів даних. Для майбутніх квантових мереж буде необхідно здійснювати паралельну передачу значних кількостей квантових станів.

Група фізиків під керівництвом Цзетаї Цзіна з Східнокитайського педагогічного університету розробила систему, що складається зі 100 просторових мод світла. Ці моди організовані в квадратну сітку 10 на 10, де кожна мода функціонує як незалежний канал.

Науковці також розробили спеціальну мережу заплутаного світла. Весь масив оброблявся одночасно через оптичну систему, що дозволило уникнути необхідності встановлення окремих електронних систем обробки для кожного каналу.

Вчені продемонстрували свою роботу, закодувавши дані у 10×10 просторових модах. У сукупності ці моди утворювали зображення літери "Q". Квантовий стан кожної з мод передавався на приймальну сторону одночасно, а потім там відновлювали початковий сигнал.

За словами Цзіна, це найбільша кількість незалежних квантових каналів телепортації, які вдалося продемонструвати одночасно.

Дослідники перевірили не лише відновлене зображення, а й те, наскільки квантові стани на вході та виході відповідали один одному. Для цього використовують показник точності, або fidelity, який може мати значення від 0 до 1.

Середньозначення для всіх 100 каналів склало 0,60. Для контексту, в умовах відсутності квантової заплутаності класичний показник обмежувався лише 0,52. У всіх 100 каналах отриманий результат виявився вищим за цей класичний поріг.

Цей метод має потенціал для підвищення пропускної здатності майбутніх квантових мереж. Замість того, щоб розробляти окрему систему для кожного каналу, інформацію можна буде передавати через великий масив просторових мод одночасно.

Поки що масштаб експерименту обмежений потужністю лазера. Для роботи установки використовували приблизно 1 Вт потужності, тому збільшення потужності джерела світла потенційно дасть змогу додати більше просторових мод і каналів.