Kvanteteleportering:Ekspresbanen for kvantedatatrafik

Teleportering kan være et begreb, der normalt er forbeholdt science fiction, men forskere har vist, at det kan bruges til at undgå tab af kommunikationskanaler på kvanteniveau.

Holdet, inklusive forskere fra Griffith University's Center for Quantum Dynamics, har fremhævet problemerne omkring iboende tab, der opstår på tværs af enhver form for kommunikationskanal (for eksempel internet eller telefon) og opdaget en mekanisme, der kan reducere dette tab.

Professor Geoff Pryde, Dr. Sergei Slussarenko, Dr. Sacha Kocsis og Dr. Morgan Weston, sammen med forskere fra University of Queensland og National Institute of Standards and Technology, siger, at resultatet er et vigtigt skridt i retning af implementering af "kvanteinternet." som vil bringe hidtil usete muligheder, der ikke er tilgængelige med nutidens web.

Dr. Slussarenko sagde, at denne undersøgelse var den første til at demonstrere en fejlreduktionsmetode, der forbedrede en kanals ydeevne.

"Først kiggede vi på de rå data, der blev transmitteret via vores kanal og kunne se et bedre signal med vores metode end uden," sagde han.

"I vores eksperiment sendte vi først en foton gennem tabet - denne foton bærer ikke nogen nyttig information, så det var ikke et stort problem at miste den.

"Vi kunne derefter korrigere for virkningerne af tab via en enhed kaldet noiseless linear amplifier udviklet ved Griffith og University of Queensland.

"Det kan genoprette den tabte kvantetilstand, men det kan ikke altid lykkes; nogle gange mislykkes det.

"Men når genoprettelsen lykkes, bruger vi en anden rent kvanteprotokol - kaldet kvantetilstandsteleportation - til at teleportere den information, vi ønskede at transmittere til den nu korrigerede bærer, og undgå alt tab på kanalen."

Kvanteteknologier lover revolutionerende ændringer i vores informationsbaserede samfund, en kvantekommunikation udvikler metoder som den, der er demonstreret i denne undersøgelse, til at overføre data på en ekstrem sikker og sikker måde, så det er umuligt at få adgang til for en tredjepart.

"Kvantekryptering på kort afstand bruges allerede kommercielt, men hvis vi ønsker at implementere et globalt kvantenetværk, bliver fotontab et problem, fordi det er uundgåeligt," sagde Dr. Slussarenko.

"Vores arbejde implementerer et såkaldt kvanterelæ, en nøgleingrediens i dette langdistancekommunikationsnetværk.

"No cloning-sætningen forbyder at lave kopier af ukendte kvantedata, så hvis en foton, der bærer information, går tabt, er den information, den bar, væk for altid.

"En fungerende langdistance kvantekommunikationskanal har brug for en mekanisme til at reducere dette informationstab, hvilket er præcis, hvad vi gjorde i vores eksperiment."

Dr. Slussarenko sagde, at det næste trin i denne undersøgelse ville være at reducere fejlene til et niveau, hvor holdet kunne implementere langdistance kvantekryptografi og teste metoden ved hjælp af den virkelige optiske infrastruktur, såsom dem, der bruges til fiberbaseret internet. .

Undersøgelsen, "Quantum channel correction outperforming direct transmission," er blevet offentliggjort i Nature Communications . + Udforsk yderligere

Quantum 'uhyggelig handling på afstand' bliver praktisk