הפיכת רעש קוונטי לפריצת דרך בטלפורטציה

חוקרים הצליחו לבצע טלפורטציה קוונטית כמעט מושלמת למרות נוכחות רעש שבדרך כלל משבש את העברת המצב הקוונטי.

בטלפורטציה, מצבו של חלקיק קוונטי, או קיוביט, מועבר ממיקום אחד לאחר מבלי לשלוח את החלקיק עצמו. העברה זו דורשת משאבים קוונטיים, כגון הסתבכות בין זוג קיוביטים נוסף. במקרה אידיאלי, ההעברה והטלפורטציה של מצב הקיוביט יכולים להיעשות בצורה מושלמת. עם זאת, מערכות בעולם האמיתי פגיעות לרעש והפרעות – וזה מפחית ומגביל את איכות הטלפורטציה.

התקדמות בטלפורטציה חסינת רעש

חוקרים מאוניברסיטת טורקו, פינלנד, ומאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין, Hefei, הציעו כעת רעיון תיאורטי וערכו ניסויים מתאימים כדי להתגבר על בעיה זו. במילים אחרות, הגישה החדשה מאפשרת להגיע לטלפורטציה באיכות גבוהה למרות נוכחות הרעש.

"העבודה מבוססת על רעיון של הפצת הסתבכות – לפני הפעלת פרוטוקול הטלפורטציה – מעבר לקיוביטים המשמשים, כלומר, ניצול ההסתבכות ההיברידית בין דרגות חופש פיזיות שונות", אומר פרופסור Jyrki Piilo מאוניברסיטת טורקו.

טכניקת הסתבכות היברידית

באופן קונבנציונלי, הקיטוב של פוטונים שימש להסתבכות של קיוביטים בטלפורטציה, בעוד שהגישה הנוכחית מנצלת את ההסתבכות ההיברידית בין הקיטוב והתדר של הפוטונים.

"זה מאפשר שינוי משמעותי באופן שבו הרעש משפיע על הפרוטוקול, ולמעשה הגילוי שלנו הופך את תפקיד הרעש מלהיות מזיק להיות מועיל לטלפורטציה", מתאר פיילו.

עם הסתבכות קוויביט קונבנציונלית בנוכחות רעש, פרוטוקול הטלפורטציה לא עובד. במקרה בו יש תחילה הסתבכות היברידית ואין רעש, גם הטלפורטציה לא עובדת.

"עם זאת, כאשר יש לנו הסתבכות היברידית ומוסיפים רעש, הטלפורטציה והעברת המצב הקוונטי מתרחשים בצורה כמעט מושלמת", אומר ד"ר אולי סילטנן שעבודת הדוקטורט שלו הציגה את החלק התיאורטי של המחקר הנוכחי.

השלכות המחקר

באופן כללי, הגילוי מאפשר טלפורטציה כמעט אידיאלית למרות נוכחות של סוג מסוים של רעש בעת שימוש בפוטונים לטלפורטציה.

"בעוד שעשינו ניסויים רבים על היבטים שונים של פיזיקת הקוונטים עם פוטונים במעבדה שלנו, זה היה מאוד מרגש ומתגמל לראות את ניסוי הטלפורטציה המאוד מאתגר הזה הושלם בהצלחה", אומר ד"ר זאו-די ליו מהאוניברסיטה למדע וטכנולוגיה. של סין, חפי.

"זהו ניסוי משמעותי של הוכחה לעיקרון בהקשר של אחד הפרוטוקולים הקוונטיים החשובים ביותר", אומר פרופסור צ'ואן-פנג לי מאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין, חפיי.

יישומים ומחקר עתידיים

לטלפורטציה יש יישומים חשובים, למשל, בהעברת מידע קוונטי, וחשוב ביותר שיהיו גישות המגנות על שידור זה מפני רעש וניתן להשתמש בהן עבור יישומים קוונטיים אחרים. תוצאות המחקר הנוכחי יכולות להיחשב כמחקר בסיסי הנושא חשיבות מהותית משמעותית ופותח מסלולים מסקרנים לעבודה עתידית להרחבת הגישה לסוגים כלליים של מקורות רעש ופרוטוקולים קוונטיים אחרים.