Fotonteleportáció élesben: tényleg küszöbön a kvantuminternet?

Egy vezető nemzetközi kutatócsoportnak először sikerült egy foton állapotát kvantumteleportációval átvinni két, egymástól fizikailag távol lévő kvantumpont között. Az áttörés során a kutatók egy 270 méteres, szabad térben megvalósított optikai összeköttetésen keresztül vitték át az információt, ezzel bizonyítva, hogy a kvantuminformáció független eszközök között is közvetíthető.

Tíz év munkája érett be

A Paderborni Egyetem doktoranduszai és posztdoktori kutatói közel egy évtizeden át dolgoztak az optikai méréseken, az adatfeldolgozáson és az értékelésen. Ennek köszönhetően Klaus Jöns professzor csapata szorosan együttműködött Rinaldo Trotta professzor római kutatócsoportjával. Ennek eredményeként sikerült megvalósítani a távoli kvantumpontok közötti fotonteleportációt, amely elengedhetetlen mérföldkő a kvantumalapú kommunikációs hálózatok kiépítéséhez.

Az összefonódás jelentősége a kvantumkommunikációban

Az összefonódott rendszerek, több kvantumrészecskéből álló hálózatai új távlatokat nyitnak az adatbiztonság területén, mivel a fotonok állapotai, és így az információ, több részecske között oszlik meg. Ez lehetővé teszi például az ultrabiztonságos kommunikációt, az adatfeldolgozást vagy a kvantumszámítógépek fejlesztését. Idővel kiderült, hogy nemcsak az ugyanabból a forrásból származó fotonok, hanem különálló kvantumpontok fotonjai is képesek megbízható kvantumcsatornát létrehozni.

Európai csúcstechnológia közös sikere

A projekt sikerében több neves európai kutatóközpont vett részt. A kvantumpontokat a linzi Johannes Kepler Egyetemen fejlesztették, a rezonátor nanogyártását a Würzburgi Egyetem végezte, míg maga a teleportációs kísérlet a római Sapienza Egyetemen zajlott. Két egyetemi épületet kötöttek össze 270 méteres optikai kapcsolattal, amelyet GPS-alapú szinkronizálással, ultragyors egyfoton-detektorokkal és speciális stabilizációs technológiával biztosítottak. A teleportáció hűsége 82±1% volt, lényegesen meghaladva a klasszikus limitet.

Új szint: kvantumrelé és európai kutatási előretörés

A következő lépés az úgynevezett összefonódáscsere demonstrálása két kvantumpont között, ami lehetővé tenné az igazi kvantumrelé megvalósítását – vagyis két, determinisztikusan, igény szerint előállítható, összefonódott fotonforrás létrehozását. Ezzel párhuzamosan stuttgarti és saarbrückeni kutatók is hasonló eredményt értek el frekvenciaátalakítással. Az eddigi eredmények Európa vezető szerepét erősítik a kvantumkutatás területén, és közelebb hozzák a működő kvantuminternet álmát.

2026, adminboss, www.sciencedaily.com alapján