Изследователи от Националния университет Йокохама успешно телепортираха квантова информация в диаманта.
В нова работа, публикувана на портала Communications Physics, японски учени говориха за това как успяват да реализират квантова телепортация. „Квантовата телепортация позволява да се предава квантовата информация в друго, недостъпно пространство“, казва Хидео Косака, професор по инженерство в Националния университет Йокохама и автор на изследването. „Той също така позволява да се прехвърля информация в квантовата памет, без да се излагат или унищожават вече съхранени данни“, добави той.
В този случай "недостъпното пространство" се състоеше от въглеродни атоми вътре в диаманта. Диамантът е съставен от взаимосвързани, но достатъчно отделни атоми, което го прави идеална среда за тестване на механиката на телепортацията. В своето ядро всеки въглероден атом съдържа шест протона и неутрона, заобиколени от шест въртящи се електрона. Следователно, когато атомите се свързват в една структура на диамант, те образуват особено силна решетка. Но, разбира се, може да съдържа дефекти - например, когато азотен атом произволно заема мястото на въглеродния атом. Такъв дефект се нарича азотен център за свободни места.
Заобиколена от въглеродни атоми, структурата на ядрото на азотния атом създава това, което Косака нарича наномагнит.
За да манипулират изотопа на електрон и въглерод в центъра на вакантните места, Косака и екипът прикрепиха тел около четвърт от ширината на човешката коса към повърхността на диаманта. След това използваха микровълново излъчване, за да създадат осцилиращо магнитно поле около диаманта. За фиксиране на електрона се използва азотен "наномагнетик". След това, използвайки лъчение на радиовълни и електрически вълни, екипът принуди спина на електроните да се преплита с ядрения спин на въглерода, така че те ефективно да станат едно цяло и вече да не могат да се разглеждат отделно един от друг. В този момент в системата се въвежда фотон, съдържащ квантова информация и електронът я абсорбира. В резултат на това зарядът се прехвърля от електрона към въглерода и го поляризира и с тази квантова информация се предава.
Учените нарекли устройството си „квантов повторител“и с негова помощ е възможно да се прехвърлят отделни части информация от възел в възел чрез квантово поле. Крайната цел на експеримента са мащабируеми повторители, които ще позволят телепортиране на информация до голяма информация. Разбира се, няма да се случи без дистрибуторски квантови компютри, които могат да извършват по-сериозни изчисления.
Василий Макаров