Teleportácia nie je len výplod fantázie, či súčasť sci-fi. Odborníci z celého sveta s ňou úspešne experimentujú, pričom dúfajú, že jedného dňa sa tieto experimenty pretavia až do funkčného, prakticky využiteľného a najmä  nehacknuteľného kvantového internetu.

Kvantová teleportácia

Vytvorenie kvantových počítačových sietí a teleportácia kvantových informácií však nepatria medzi jednoduché úlohy. Teraz sa však vedcom z Holandska podaril husársky kúsok, keď dokázali teleportovať kvantovú informáciu medzi dvomi uzlami v sieti, ktoré medzi sebou nemajú priame spojenie. Na tému upozornil portál NewAtlas.

Marieke de Lorijn for QuTech

Ako už napovedá názov, kvantové siete a kvantové počítače využívajú na svoj chod a vykonávanie výpočtov niekoľko princípov kvantovej mechaniky. Posielanie informácií v rámci kvantovej siete je však nesmierne komplikované, pretože kvantová povaha týchto údajov ich robí náchylnými na straty a rušenia.

V novej štúdii publikovanej v žurnále Nature vedci urobili veľký krok smerom k vytvoreniu kvantového internetu. Podarilo sa im totiž vykonať kvantovú teleportáciu medzi dvoma nesusednými uzlami v trojuzlovej kvantovej sieti, informuje portál IFLScience.

Jav, na ktorom je táto „teleportácia“ založená, sa nazýva kvantové previazanie. Kvantové previazanie je jav, pri ktorom sú dva fotóny, respektíve dve kvantové častice, vzájomne prepojené a zdieľajú svoje fyzické stavy nezávisle od toho, ako ďaleko sa od seba nachádzajú. Vedci pritom obraz kvantového previazania zachytili po prvýkrát iba pred pár rokmi.

Takúto teleportáciu medzi dvoma susednými uzlami, ktoré sa zväčša označujú ako A (Alica) a B (Bob), sa podarilo vykonať už niekoľkokrát. Tentokrát sa ale vedcom podarilo teleportovať informácie medzi dvomi nesusednými bodmi, takže do tejto siete pridala ešte tretí bod C (Charlie). Informácia sa tu v podstate teleportovala z uzla C do uzla A.

Marieke de Lorijn for QuTech

Ako to dokázali?

V prvom kroku experti kvantovo previazali uzol A a B a potom aj B a C. Uzol B teda v tejto sieti slúžil ako prostredník, ktorý umožnil vykonaním BSM (Bell-state measurement) zapletenie uzlov A a C, ktoré spolu nesusedia a nie sú spolu priamo fyzicky spojené.

Keďže vedci chceli teleportovať informáciu z uzla C do uzla A, začali vytvorením „správy“ práve v uzle C. Údaje sa teda najskôr zapísali do pamäťového qubitu – mohla sa zapísať 0 alebo 1, prípadne kvantový medzistav.

Po vykonaní merania (BSM) informácie z uzla C zmiznú, avšak v tej istej chvíli sa vďaka vlastnostiam kvantovej mechaniky ukážu v uzle A. Celý tento dej sa odohráva v jednom okamihu, bez ohľadu na vzdialenosť medzi uzlami.

Tu však ešte celý problém nekončí. V skutočnosti ak si chceme v uzle A túto správu prečítať, musíme ju dešifrovať. Kvantový bit bol totiž pri svojom prenose zašifrovaný. Kľúč na dešifrovanie má pritom uzol C, respektíve je určený výsledkom merania v uzle C.

Z uzla C sa teda pošle výsledok merania do uzla A, na základe čoho potom v uzle A je možné príslušnou kvantovou operáciou správu dešifrovať, upozorňuje portál TechXplore.

Takéto kvantové teleportácie dokázali odborníci uskutočniť opakovane s vernosťou 71 %. Najbližším cieľom je prehodenia poradia tejto teleportácie, pretože v reálnej prevádzke by dávalo väčší zmysel najskôr vytvoriť informáciu a až potom vytvoriť spojenie medzi jednotlivými systémami. Taktiež by bolo vhodné zvýšiť počet pamäťových qubitov v systéme.

Hoci autori tvrdia, že vytvorili základný stavebný kameň pre praktické kvantové siete, uvedomujú si, že pred vytvorením plnohodnotnej kvantovej siete je ešte poriadne dlhá cesta.