Forskere ved Yokohama National University har vellykket teleportert kvanteinformasjon innen diamanten.
I et nytt arbeid, publisert på portalen Communications Physics, snakket japanske forskere om hvordan de klarte å implementere kvanteteleportering. "Kvanteteleportering gjør det mulig å overføre kvanteinformasjon til et annet, utilgjengelig rom," sa Hideo Kosaka, professor i ingeniørfag ved Yokohama National University og forfatter av studien. "Det gjør det også mulig å overføre informasjon til kvanteminne uten å utsette eller ødelegge data som allerede er lagret," la han til.
I dette tilfellet besto det "utilgjengelige rommet" av karbonatomer inne i diamanten. Diamanten er sammensatt av sammenkoblede, men tilstrekkelig separate atomer, noe som gjør den til et ideelt miljø for å teste teleporteringens mekanikk. I kjernen inneholder hvert karbonatom seks protoner og nøytroner, omgitt av seks roterende elektroner. Derfor, når atomer binder seg inn i en enkelt struktur av en diamant, danner de et spesielt sterkt gitter. Men selvfølgelig kan det inneholde feil - for eksempel når et nitrogenatom tilfeldig inntar stedet for et karbonatom. En slik feil kalles et ledighetssenter for nitrogen.
Omgitt av karbonatomer skaper strukturen i nitrogenatomens kjerner det Kosaka kaller en nanomagnet.
For å manipulere elektron- og karbonisotopen i stillingssenteret festet Kosaka og teamet en ledning omtrent en fjerdedel av bredden av et menneskehår til diamantens overflate. De brukte deretter mikrobølgestråling for å skape et svingende magnetfelt rundt diamanten. En nitrogen "nanomagnet" ble brukt for å fikse elektronet. Deretter, ved hjelp av radiobølger og elektrisk bølgebestråling, tvang teamet elektronspinnet til å vikle seg sammen med det kjernefysiske spinnet av karbon, slik at de effektivt blir ett og ikke lenger kan betraktes separat fra hverandre. For øyeblikket introduseres et foton som inneholder kvanteinformasjon i systemet, og elektronet absorberer det. Som et resultat blir ladningen overført av elektronet til karbonet og polariserer det, og med denne kvantiteten blir informasjon overført.
Forskere kalte enheten sin for en "kvante repeater", og med sin hjelp er det mulig å overføre individuelle deler av informasjon fra node til node gjennom et kvantefelt. Det endelige målet med eksperimentet er skalerbare repeatere som vil tillate teleportering av informasjon til stor informasjon. Selvfølgelig vil det ikke gjøre uten distribusjon kvantemaskiner som kan utføre mer seriøse beregninger.
Vasily Makarov
