Китайские физики сумели телепортировать фотоны на 97 километров по открытому воздуху, что стало рекордом. Работа ученых пока не принята к публикации, но ее препринт доступен на сайте Корнельского университета, пишет Lenta.Ru.

Передачу запутанных фотонов производили при помощи лазера мощностью в 1,3 Ватта над озером, которое расположено на уровне 4000 километров над уровнем моря. Основной проблемой при передаче на такое расстояние является уширение луча, поэтому физики решили использовать дополнительный направляющий лазер, который помогал подстроить приемник и передатчик. Помимо уширения луча, потери фотонов были вызваны несовершенством оптики и турбулентностью воздуха.

Тем не менее, за 4 часа физикам удалось передать на расстояние в 97 километров около 1100 запутанных фотонов. При этом наблюдаемые потери были не слишком велики и исследователи надеются, что в скором времени квантовую телепортацию фотонов можно будет осуществлять между наземной станцией и коммуникационным спутником. Тем более, что расстояние, достигнутое физиками, всего в несколько раз меньше типичного расстояния между спутником и поверхностью Земли.

Схема передачи фотонов и карта местности

Квантовой телепортацией называется мгновенная передача информации между двумя пространственно разделенными точками без участия передающей среды. Этот процесс основан на квантовом феномене запутанности, когда состояния двух частиц оказываются связанными между собой, даже если они находятся на значительном расстоянии друг от друга. Изменяя состояние одной из частиц, можно мгновенно изменить состояние другой, что может стать основой канала передачи информации.

Ученые проводили передачу запутанных фотонов и раньше, но до сих пор она была сильно ограничена по дальности. Передачу фотонов по оптоволокну удавалось осуществить на расстояние не более километра, из-за того, что частицы взаимодействовали со средой распространения (стеклом) и теряли свои квантовые свойства. Передача по воздуху оказалась гораздо более эффективной.

Теоретически технология передачи запутанных фотонов на большое расстояние может стать основой для создания каналов связи, надежно защищенных от перехвата информации. При квантовой телепортации информация не передается в среде, и поэтому теоретически не может быть перехвачена. В качестве альтернативы передаче запутанных фотонов, физики рассматривают передачу одиночных фотонов, перехват которых станет сразу заметен принимающей стороне.

Источник