Νέο ρεκόρ απόστασης στην τηλεμεταφορά ατόμων

Η κβαντική πληροφορία μεταφέρθηκε μέσω οπτικής ίνας (φωτ. αρχείου)Τα Νέα

Ουάσινγκτον: Αμερικανική ερευνητική ομάδα πέτυχε να τηλεμεταφέρει ένα μεμονωμένο άτομο στην απόσταση ρεκόρ του ενός μέτρου, φέρνοντας έτσι ένα βήμα πιο κοντά την εποχή των κβαντικών υπολογιστών και τηλεπικοινωνιών.

Από τεχνική άποψη, η μέθοδος «κβαντικής τηλεμεταφοράς», που παρουσιάζεται την Παρασκευή στο περιοδικό Science, αφορά τη μεταβίβαση κβαντικών πληροφοριών από ένα άτομο σε ένα άλλο, και όχι τη μετακίνηση ατόμων. «Αυτό που μετακινείται είναι πληροφορία, όχι τα ίδια τα άτομα» διευκρινίζει στο Nature.com ο Κρις Μονρό του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, επικεφαλής της μελέτης. Όμως παρόλο που δεν υπήρξε πραγματικά μεταφορά ύλης, η μεταβίβαση της κβαντικής πληροφορίας πρακτικά ισοδυναμεί με τη μετακίνηση ενός ατόμου στη θέση ενός δεύτερου. Αυτό συμβαίνει επειδή το άτομο «δότης» και το άτομο «δέκτης» της πληροφορίας ανήκαν στο ίδιο στοιχείο και διέφεραν μόνο ως προς την κβαντική τους κατάσταση. Στο τέλος του πειράματος, κανείς δεν μπορεί να ξεχωρίσει αν τα άτομα αντάλλαξαν ιδιότητες, ή αν μετακινήθηκαν το ένα στη θέση του άλλου.

Προς το παρόν, η νέα τεχνική τηλεμεταφοράς λειτουργεί μόνο στο 10% των περιπτώσεων, ωστόσο οι ερευνητές ελπίζουν ότι υπάρχει περιθώριο βελτίωσης ώστε η μέθοδός τους να χρησιμοποιηθεί στο μέλλον στις τηλεπικοινωνίες.

Μέχρι σήμερα, το ρεκόρ απόστασης για την κβαντική τηλεμεταφορά ατόμων ήταν μόλις μερικά μικρόμετρα (εκατομμυριοστά του μέτρου). Μεγαλύτερες αποστάσεις έχουν επιτευχθεί πάντως στην τηλεμεταφορά φωτονίων.

Το νέο πείραμα τηλεμεταφοράς ξεκίνησε με δύο ιόντα του σπάνιου στοιχείου υπέρβιου τα οποία βρίσκονταν σε διαφορετικές κβαντικές καταστάσεις. Καθένα από τα δύο άτομα διεγέρθηκε έτσι ώστε να εκπέμψει ένα φωτόνιο με το οποίο ήταν κβαντομηχανικά συνδεδεμένο, ή «πεπλεγμένο».

Τα δύο φωτόνια συνελήφθησαν με ένα καλώδιο οπτικών ινών έτσι ώστε να δημιουργηθεί κβαντομηχανική σύνδεση ανάμεσα στα δύο ιόντα και να μεταβιβαστεί τελικά η κβαντική κατάσταση από το ιόν «δότη» στο ιόν «δέκτη».

Η μέθοδος θα μπορούσε κάποτε να αξιοποιηθεί στους κβαντικούς υπολογιστές, ωστόσο η πρώτη της εφαρμογή εκτιμάται ότι θα είναι η μετάδοση κβαντικά κρυπτογραφημένων δεδομένων.

Σε μια τέτοια διάταξη η υποκλοπή των δεδομένων είναι εξαιρετικά δύσκολη έως και αδύνατη, καθώς οποιαδήποτε απόπειρα παρέμβασης αλλοιώνει τις κβαντικές καταστάσεις των σωματιδίων και καταστρέφει το μεταδιδόμενο μήνυμα.