Vedci z Jokohamskej národnej univerzity úspešne teleportovali kvantové informácie do diamantu.
V novej práci uverejnenej na portáli Communications Physics hovorili japonskí vedci o tom, ako sa im podarilo implementovať kvantovú teleportáciu. „Kvantová teleportácia umožňuje prenos kvantových informácií do iného neprístupného priestoru,“uviedol Hideo Kosaka, profesor inžinierstva na Yokohamskej národnej univerzite a autor štúdie. „Umožňuje tiež prenos informácií do kvantovej pamäte bez toho, aby sa odkryli alebo zničili už uložené údaje,“dodal.
V tomto prípade „neprístupný priestor“pozostával z atómov uhlíka vo vnútri diamantu. Diamant je zložený z vzájomne prepojených, ale dostatočne oddelených atómov, čo z neho robí ideálne prostredie na testovanie mechaniky teleportácie. Každý atóm uhlíka vo svojom jadre obsahuje šesť protónov a neutrónov obklopených šiestimi rotujúcimi elektrónmi. Preto, keď sa atómy viažu na jednu štruktúru diamantu, tvoria zvlášť silnú mriežku. Samozrejme však môže obsahovať defekty - napríklad, keď namiesto atómu uhlíka náhodne nahradí atóm dusíka. Takáto porucha sa nazýva centrum uvoľňovania dusíka.
Štruktúra jadra atómu dusíka, obklopená atómami uhlíka, vytvára to, čo Kosaka nazýva nanomagnet.
Kvôli manipulácii s izotopom elektrónu a uhlíka v neobsadenom stredisku Kosaka a tím pripevnili drôt asi štvrtinu šírky ľudských vlasov na povrch diamantu. Potom pomocou mikrovlnného žiarenia vytvorili okolo diamantu oscilujúce magnetické pole. Na fixáciu elektrónu sa použil dusíkový „nanomagnet“. Potom pomocou rádiového a elektrického žiarenia tím nútil elektrónový spin, aby sa prepletel s jadrovým spinom uhlíka, takže sa skutočne stanú jedným a nebudú sa môcť považovať za seba navzájom. V tomto okamihu sa do systému zavedie fotón obsahujúci kvantové informácie a elektrón ich absorbuje. Výsledkom je, že náboj je prenášaný elektrónom na uhlík a polarizuje ho a pomocou tejto kvantovej informácie sa prenáša.
Vedci nazvali svoje zariadenie „kvantovým opakovačom“a pomocou jeho pomoci je možné prenášať jednotlivé časti informácií z uzla do uzla cez kvantové pole. Konečným cieľom experimentu sú škálovateľné opakovače, ktoré umožnia teleportáciu informácií k veľkým informáciám. Samozrejme to nebude fungovať bez distribúcie kvantových počítačov, ktoré dokážu vykonávať vážnejšie výpočty.
Vasily Makarov