Portál ScienceAlert priniesol čerstvú informáciu o tom, že sa vedcom po prvýkrát podarilo „teleportovať“ qutrit. Otvorili tak celý rad nových možností pre kvantové výpočty a komunikáciu. 

Naše teórie nie sú kompletné, vo vesmíre chýba častica. Vedci sú jej v pätách, čo zatiaľ zistili?

Kam sa podela všetka antihmota? Ľudstvo je o krok bližšie k rozlúsknutiu obrovskej záhady

Zrejme každý z nás pozná pojem bit. Ide o základnú jednotku informácie, ktorá nadobúda hodnotu 0 alebo 1. Prvýkrát sa tento termín použil v roku 1948 a bit a jeho násobky sa používajú dodnes. Okrem bitu poznáme aj qubit, čo je jednotka kvantovej informácie odvodená od klasického bitu. Okrem hodnoty 0 a 1 dokáže nadobudnúť aj obe hodnoty naraz. Ide o stav známy aj ako superpozícia. Typickým príkladom je Schrödingerova mačka. 

Schrödingerova mačka

„Ide o experiment, pri ktorom zatvoríme mačku do škatule, v ktorej je spolu s ňou smrtiaci mechanizmus. V ňom je rádioaktívne jadro, ktoré sa počas jednej hodiny s pravdepodobnosťou 50% rozpadne a aktivuje mechanizmus. Po tomto čase je teda mačka v škatuli s pravdepodobnosťou 50% živá a s pravdepodobnosťou 50% mŕtva. Z pohľadu kvantovej mechaniky je jadro po jednej hodine v superpozícii dvoch stavov: „rozpadnutý“ a „nerozpadnutý“. [odkaz]

Konečne sa ale dostávame k tomu, čo je vlastne qutrit. Ide tiež o jednotku informácie, ktorá ale môže nadobúdať hodnoty 0,1 a 2. V jednom qutrite tak môže byť naraz odoslané oveľa väčšie množstvo informácií. Tým, že sa podarilo qutrit „teleportovať“, bude v budúcnosti možné prenášať oveľa viac údajov a s menšou chybovosťou, než to bolo doteraz.

Kvantová teleportácia

Kvantová teleportácia sa skúma už od minulého storočia, pričom len tesne pred prelomom tisícročí sa podarilo vykonať pokus, kedy sa v laboratóriu podarilo teleportovať fotóny UV žiarenia. Až v roku 2016 sa podarilo vykonať vôbec prvý úspešný test mimo laboratória, kedy sa kvantovou teleportáciou podarilo premiestniť časticu na vzdialenosť 143 kilometrov. O rok na to sa vedcom podarilo teleportovať fotón zo Zeme na orbitálnu dráhu. Nejde však o teleportáciu, ako môžme vidieť vo filmoch.

Aby kvantová teleportácia prebehla, sú potrebné dva rovnaké objekty. Jeden ostáva na rovnakom mieste a druhý bol v tomto prípade vyslaný na orbitálnu dráhu, kde sa nachádzal satelit Micius. Premiestnený objekt pritom nesie rovnakú informáciu ako ten pôvodný (ktorý je pri teleportácii zničený) a teleportovaná častica je teda len akousi kópiou. Jav sa nazýva aj kvantové zauzlenie, kedy sú dve kvantové častice vzájomne prepojené, takže jedna odhalí vlastnosti tej druhej bez ohľadu na to, ako ďaleko sú od seba vzdialené.

Praktické využitie je zatiaľ obmedzené

Podobne, ako pri kvantovej komunikácii s využitím polarity svetla, tak ani tu zatiaľ nemá reálne využitie. Ide však o veľký posun vpred, nakoľko, ako bolo spomenuté, vôbec prvýkrát sa podarilo odoslať qutrit. Počas pokusov sa im podarilo dosiahnuť vernosť reprodukcie na úrovni 75 %. Predpokladajú pritom, že v budúcnosti by tento systém mohli vylepšiť a týmto spôsobom odosielať ququarty (qutrit s pridaným bitom).

Prečítaj si tiež
Historický úspech vedcov značí sľubnú budúcnosť. Podarilo sa nám „teleportovať“ informácie

Vyžaduje si to však ešte roky výskumu, no už tieto výsledky ukazujú, že aplikácia kvantovej technológie je čoraz bližšie. Azda tým najzaujímavejším produktom by mohol byť kvantový internet, ktorý bude oveľa bezpečnejší, nakoľko previazanie dvoch jednotiek (napríklad qutritov) nedokáže nič narušiť. Kompletné výsledky práce boli aj na stránke Cornell University.