Prognozuojama, kad informacijos apdorojimo technologijų, pagrįstų kvantinės fizikos dėsniais, raida smarkiai paveiks dabartinę visuomenę.
Pavyzdžiui, kvantiniai kompiuteriai galėtų išspręsti užduotis, kurios pernelyg sudėtingos net galingiausiems dabartiniams superkompiuteriams, o kvantinis internetas galėtų apsaugoti pasaulio informaciją nuo piktavalių atakų.
Tačiau šios technologijos remiasi kvantine informacija, kuri įprastai būna koduojama itin sunkiai kontroliuojamomis ir išmatuojamomis kvantinėmis dalelėmis.
Bristolio universiteto ir Danijos technikos universiteto (DTU) mokslininkai sukūrė lusto mastelio prietaisus, kuriuos programuojamame nanomastelio grandyne kuriamais ir manipuliuojamais fotonais galima išnaudoti kvantinės fizikos galimybes.
Šiais lustais galima užkoduoti kvantinę informaciją grandyne generuojamoje šviesoje ir „kvantinę informaciją“ apdoroti itin efektyviai ir su labai žemu triukšmo lygiu. Ši demonstracija gali smarkiai paskatinti sudėtingesnių kvantinių grandynų, būtinų kvantiniams skaičiavimams ir komunikacijai, kūrimą.
Jų darbe, publikuotame „Nature Physics“ žurnale, ir su kuriuo nemokamai galima susipažinti „arXiv“ išankstinių publikacijų serveryje, aprašoma daug kvantinių savybių demonstracijų.
Viename tokių eksperimentų Bristolio kvantinės inžinerijos technologijų laboratorijos (Quantum Engineering Technology Labs – QET Labs) tyrėjai pirmą kartą demonstravo kvantinį informacijos teleportavimą tarp dviejų programuojamų lustų, kas, kaip jie pažymi yra kvantinės komunikacijos ir kvantinio skaičiavimo kertinis akmuo.
Atliekant kvantinę teleportaciją, kvantinės dalelės būsena iš vienos vietos į kitą perduodama, naudojant susietumo (angl. entanglement) principą. Teleportacija naudinga ne tik kvantinei komunikacijai, bet ir yra fundamentalus optinio kvantinio skaičiavimo elementas. Tačiau susietumo komunikacijos užmezgimas tarp dviejų lustų laboratorijoje – labai nepaprasta užduotis.
Straipsnio bendraautoris iš Bristolio universiteto Danas Llewellynas sakė: „laboratorijoje sugebėjome pademonstruoti aukštos kokybės susietumą tarp dviejų lustų, kuriuose fotonai buvo vienos kvantinės būsenos. Tada lustai buvo užprogramuoti atlikti įvairius veiksmus, kuriuose tas susietumas buvo išnaudojamas. Svarbiausia demonstracija buvo dviejų lustų teleportavimo eksperimentas, kuriame dalelės individuali kvantinė būsena, atlikus kvantinius matavimus, perduodama per du lustus. Šiame matavime panaudojamas kvantų fizikos keistumas, kuris tuo pačiu metu kolapsuoja susietumo ryšį ir perduoda dalelės būseną kitai, imtuve jau esančiai, dalelei“.
Kitas bendraautorius iš Bristolio, Dr. Imadas Faruque, pridūrė: „Remdamiesi ankstesniais rezultatais iš lusto aukštos kokybės atskiro fotono šaltinio, sukūrėme dar sudėtingesnį grandyną, kuriame yra jau keturi šaltiniai. Visi šie šaltiniai yra išbandyti ir yra žinoma, kad jie praktiškai identiškai skleidžia iš esmės identiškus fotonus, o tai yra esminis mūsų atliktų eksperimentų, tokių, kaip susietumo apsikeitimas, kriterijus“.
Rezultatai parodė itin aukštos kokybės, 91 procento, kvantinę teleportaciją. Be to, tyrėjai sugebėjo pademonstruoti ir kai kurias kitas svarbias savo eksperimentinės įrangos funkcijas, tokias, kaip susietumo apsikeitimas (būtinas kvantiniuose kartotuvuose ir kvantiniuose tinkluose) ir keturių fotonų GHZ būsenas (būtinas kvantiniams skaičiavimams ir kvantiniam internetui).
