Jokohamas Nacionālās universitātes pētnieki ir veiksmīgi teleportējuši kvantu informāciju dimantā.
Jaunajā darbā, kas publicēts sakaru fizikas portālā, japāņu zinātnieki runāja par to, kā viņiem izdevās īstenot kvantu teleportāciju. "Kvantu teleportācija ļauj kvantu informāciju pārsūtīt uz citu, nepieejamu telpu," sacīja Hideo Kosaka, Jokohamas Nacionālās universitātes inženieru profesors un pētījuma autors. "Tas arī ļauj informāciju pārsūtīt uz kvantu atmiņu, nepakļaujot vai neiznīcinot jau saglabātos datus," viņš piebilda.
Šajā gadījumā "nepieejamā telpa" sastāvēja no oglekļa atomiem dimanta iekšpusē. Dimantu veido savstarpēji savienoti, bet pietiekami atsevišķi atomi, kas padara to par ideālu vidi teleportācijas mehānikas pārbaudei. Kodolā katrs oglekļa atoms satur sešus protonus un neitronus, kurus ieskauj seši rotējoši elektroni. Tāpēc, kad atomi saistās vienā dimanta struktūrā, tie veido īpaši spēcīgu režģi. Bet, protams, tajā var būt trūkumi - piemēram, kad slāpekļa atoms nejauši ieņem oglekļa atoma vietu. Šādu defektu sauc par slāpekļa vakances centru.
Apkārt oglekļa atomiem slāpekļa atoma kodola struktūra rada to, ko Kosaka sauc par nanomagnētu.
Lai manipulētu ar elektronu un oglekļa izotopu vakances centrā, Kosaka un komanda pie dimanta virsmas piestiprināja stiepli, kas bija apmēram ceturtā daļa no cilvēka matu platuma. Pēc tam viņi izmantoja mikroviļņu starojumu, lai ap dimantu izveidotu svārstīgu magnētisko lauku. Elektrona fiksēšanai tika izmantots slāpekļa "nanomagnēts". Pēc tam, izmantojot radioviļņu un elektrisko viļņu starojumu, komanda piespieda elektronu vērpšanu savilkties ar oglekļa kodolu spiniem, lai tie faktiski kļūtu par vienu un tos vairs nevarētu uzskatīt atsevišķi no otra. Šajā brīdī sistēmā tiek ievadīts fotons, kas satur kvantu informāciju, un elektrons to absorbē. Rezultātā lādiņš ar elektrona palīdzību tiek pārnests uz oglekli un to polarizē, un līdz ar to tiek pārraidīta informācija par kvantu.
Zinātnieki savu ierīci sauca par "kvantu atkārtotāju", un ar tās palīdzību ir iespējams pārsūtīt atsevišķas informācijas daļas no mezgla uz mezglu caur kvantu lauku. Eksperimenta galvenais mērķis ir pielāgojamie atkārtotāji, kas ļaus informācijas teleportēt uz lielu informāciju. Protams, tas neiztiks bez izplatīšanas kvantu datoriem, kas var veikt nopietnākas aprēķinus.
Vasilijs Makarovs