Experiment prokázal, že kvantová teleportace může koexistovat s klasickými komunikačními signály ve stejném optickém vláknu. Vědci na Northwestern University ve Spojených státech úspěšně přenášeli kvantové státy na vzdálenost 30 kilometrů pomocí pravidelného optického vlákna. Tento průlom otevírá nové možnosti pro integraci kvantové komunikace s existujícími internetovými optickými kabely, což výrazně zjednodušuje infrastrukturu potřebnou pro distribuované aplikace pro distribuované kvantové snímání nebo výpočetní aplikace. Související článek byl publikován v posledním čísle Optics.
Kvantová teleportace, omezená pouze rychlostí světla, umožňuje téměř okamžitou komunikaci. Proces využívá kvantové provázání, kdy si dvě částice, bez ohledu na vzdálenost mezi nimi, mohou vyměňovat informace bez nutnosti fyzického přenosu.
V optické komunikaci jsou všechny signály přeměněny na světlo. Tradiční klasické komunikační signály se obvykle skládají z milionů světelných částic, zatímco kvantové informace se přenášejí pomocí jednotlivých fotonů.
Tradičně se věřilo, že jeden foton bude „utopen“ mezi miliony světelných částic nesoucích klasické komunikační signály v optickém vláknu. To lze porovnat s křehkým kole, který se snaží navigovat úzkým tunelem naplněným rychle se pohybujícími těžkými nákladními vozy.
Vědci však našli způsob, jak pomoci křehkému fotonu vyhnout se rušnému „provozu“. Po důkladném prostudování toho, jak se rozptylují světla uvnitř optických vláken, identifikovali méně přeplněnou vlnovou délku světla, aby umístili fotony. Poté přidali speciální filtry, aby snížili hluk z běžného internetového provozu.
Aby vědci otestovali tuto novou metodu, vytvořili 30-kilometrové optické vlákno s fotonem na každém konci. Poté současně odeslali kvantové informace a pravidelný internetový provoz prostřednictvím vlákna. Nakonec při provádění protokolu teleportace změřili kvalitu kvantové informace přijaté na druhém konci. Výsledky ukázaly, že i při rušném internetovém provozu se úspěšně přenášely kvantové informace.
Výzkum naznačuje, že kvantová teleportace by mohla poskytnout bezpečná kvantová spojení mezi geograficky vzdálenými uzly, což umožní kvantovým sítím nové generace a tradičním sítím sdílet stejné optické vlákno.
V budoucnu vědci plánují prodloužit experimentální vzdálenost a chtějí použít dva páry zapletených fotonů k demonstraci záměny zapletení, což je zásadní milník pro umožnění distribuovaných kvantových aplikací.