Ученые установили новый рекорд по дальности квантовой телепортации, передав спутанные фотоны между двумя островами на расстояние в 143 километра. Сообщение об этом было опубликовано в препринте статьи на сайте Корнельского университета спустя менее десяти дней после того, как китайские ученые поставили предыдущий рекорд, создав квантовый канал связи длиной в 97 километров.
Эксперимент, по словам авторов, затянулся почти на год из-за плохих погодных условий: ученым пришлось столкнуться со штормовыми ветрами, дождем, быстрыми изменениями температуры и даже песчаными бурями.
Сложнее всего для инженеров было создать надежную систему удаления шума, которая могла бы "выловить" отдельные запутанные фотоны из потока. Для этого авторы, среди прочего, разработали метод более точной синхронизации атомных часов между приемником и передатчиком. Это позволило сузить окно передачи фотонов со стандартных 10 до 3 наносекунд и соответственно уменьшить уровень шума.
Передача информации была организована между Канарскими островами Ла Пальма и Тенерифе над водами Атлантического океана. Как и во всех остальных экспериментах по квантовой телепортации, коммуникация была разделена на два канала - квантовый (по которому осуществлялась передача запутанных фотонов) и классический (по которому передавали информацию, необходимую для завершения туннелирования).
Дальность, достигнутая авторами, вполне сопоставима с типичным расстоянием между коммуникационным спутником и поверхностью Земли (около 500 километров). Таким образом, обе группы, - европейская и китайская - вплотную приблизились к созданию спутниковой системы квантовой коммуникации.
Возможно, усилий для организации квантовой спутниковой связи потребуется даже меньше, чем было необходимо для установления данных рекордов: погодные условия сильно влияют на передачу фотонов у поверхности Земли, но должны быть менее значимы при коммуникации в вертикальном направлении.
Ученые, работающие над квантовой телепортацией, надеются, что ее осуществление позволит организовать канал связи, практически неуязвимый для прослушивания. О том, как это можно осуществить, можно прочитать здесь и здесь.
Эксперты считают, что в случае удачного завершения экспериментов, одним из первых применений спутниковой квантовой коммуникации станет организация защищенной информационной сети между посольствами стран, обладающих данной технологией.