SF から現実へ: 研究者は今日のインターネット技術を使用して量子テレポーテーションを実現 |ニュース |コルディス

ドイツの科学者は、通常のインターネット ケーブルで動作する波長で 2 つの別々のデバイス間で情報をテレポートし、量子テレポーテーションが現実になるためにまったく新しいシステムが必要ない可能性があることを示しました。

研究者は部分的には クアンテラ II(新しいウィンドウで開きます) そして クロペ(新しいウィンドウで開きます) プロジェクトは、量子もつれと呼ばれる現象のおかげで、ある発光デバイスから別の発光デバイスに情報をテレポートすることに成功しました。これを行うために、科学者たちは光を通常のインターネット ケーブルで動作する波長に変換し、最終的にはテレポーテーションが現在使用されている光ファイバー インフラストラクチャでも動作する可能性があることを示唆しました。

本物の量子プロセス

量子もつれの使用は、ファイバーを介して通常の信号を送信するのではなく、光の量子状態をテレポートすることによって 2 つのデバイス間で情報が送信されることを意味します。彼らの記事に記載されているように、 勉強(新しいウィンドウで開きます) ジャーナル「Nature Communications」に掲載されたこの論文では、研究者らの取り組みは 72.1% の成功率を達成しました。これが量子情報転送における古典的忠実度のしきい値である 66.7 % を大幅に超えているという事実は、古典的な伝送ではなく真の量子輸送が発生したことを証明しています。忠実度測定は、テレポートされた量子状態が元の状態とどの程度一致しているかを示します。実験の目的で、科学者らは光を一般的な通信波長である 1 515 ナノメートルに変換しました。この波長は、現在インターネット接続に使用されている光ファイバー ケーブルに最適です。この波長では、光の粒子 (フォトン) の量子状態は変化しないため、長距離にわたって光の強度があまり失われないことを意味します。周波数変換器は、光子をその自然な色から光ファイバー技術と互換性のある波長に変えるために使用されました。

1 つではなく 2 つの発光デバイス

によると 記事(新しいウィンドウで開きます) 「StudyFinds」に投稿されたこの実験を際立たせたのは、単一の発光デバイスを使用した以前の研究とは異なり、2 つの独立した光源を使用したことです。研究者らは、量子ドットと呼ばれる 2 つの小さな半導体ナノ結晶を使用して、個々の光子を生成しました。各量子ドットは、独自の超低温チャンバー内で独立して動作しました。最初の量子ドットは、テレポートされる情報を運ぶ単一の光子を放出しました。 2 番目の量子ドットは、テレポーテーションの発生に必要な量子接続を提供するもつれ合った光子のペアを放出しました。 「これら 2 つの独立したデバイスが確実に連携できるようにするには、難しい問題を解決する必要がありました。それぞれのデバイスがわずかに異なる波長で自然に生成した光です」と、「StudyFinds」の記事は説明しています。この問題は、量子テレポーテーションが発生するのに十分な程度に光子を類似させる周波数変換器によって解決されました。この技術が広く使用される前に、実験に必要な極低温 (267 °C) や複雑で高価な波長変換システムなど、多くの障害をまず克服する必要があります。それにもかかわらず、QuantERA II (QuantERA II ERA-NET Cofund in Quantum Technologies) および Qurope (オンデマンド光量子もつれを使用した量子リピータ) プロジェクトの支援によって達成された研究結果は、半導体ベースの量子光源の重要な発展を示しています。詳細については、以下を参照してください。
QuantERA II プロジェクト Web サイト(新しいウィンドウで開きます)
Quropeプロジェクトのウェブサイト(新しいウィンドウで開きます)