Čínští vědci poprvé „teleportovali“ foton na oběžnou dráhu

Čínští vědci tento týden poprvé přenesli pomocí takzvané kvantové teleportace stav částice z povrchu Země na oběžnou dráhu. Díky kvantové provázanosti částic se jim podařilo přemístit vlastnosti fotonu na párový foton na satelitu Micius. Nejde však o faktický přenos částice, ale pouze o přenos informace o jejím stavu. Provázaná částice následně tento stav převezme a v podstatě se stává původní částicí.

Čínská kvantová teleportace
Zdroj: Youtube

Čínský úspěch může mít rozsáhlé dopady na oblast výpočetní techniky a šifrování dat, avšak šifrování komunikace za pomoci těchto technologií je stále velmi daleko. Vědci se přesto chlubí, že jejich pokus je „klíčovým posunem směrem ke kvantovému internetu v globálním měřítku“.

Experimenty s teleportací na základě kvantové provázanosti se provádějí již delší dobu, při tom nejnovějším však v pondělí komunikace proběhla na suverénně největší vzdálenost, navíc se poprvé neuskutečnila mezi dvěma místy na povrchu Země. Satelit Micius, vysoce citlivý fotonový přijímač vypuštěný do vesmíru loni v srpnu, se od vědecké základny v Tibetu pohybuje ve vzdálenosti mezi 500 a 1400 kilometry.

Kvantová provázanost částic způsobuje, že úkony vykonané jednou částicí okamžitě ovlivní chování druhé. Teoreticky může tento princip fungovat na neomezenou vzdálenost, avšak jde o stav velmi křehký, neboť fotony se vzájemně ovlivňují s jinými částicemi v ovzduší či v optických kabelech.

Kvantové objekty – jako například fotony – se stanou provázanými, jestliže vzniknou ve stejném bodě v čase a v prostoru a tudíž sdílejí stejnou existenci. Jednotlivé částice světla se mohou rozdělit do dvou provázaných částic, jsou-li například vystaveny působení speciálního laserového paprsku vyslaného skrz určitý druh krystalu.

Čína je v kvantové fyzice špička

Čínským vědcům se nejdříve minulý měsíc podařilo provázat částice na rekordní vzdálenost stovek kilometrů. Při experimentu poté vytvářeli páry provázaných fotonů rychlostí asi 4000 za sekundu, přičemž jeden foton vždy odeslali na satelit Micius a druhý z páru zůstal na základně.

Nakonec vědci změřili fotony na Zemi a na oběžné dráze, aby se ujistili, že provázanost trvá. Po dobu 32 dní pak odesílali na oběžnou dráhu miliony fotonů a úspěšný přenos stavu zaznamenali v 911 případech.

„V našem experimentu se teleportuje kvantový stav polarizace jednotlivého fotonu,“ popisuje článek publikovaný na webu arxiv.org. „Hlásíme první úspěšnou kvantovou teleportaci nezávislých jednofotonových qubitů (jednotek kvantových informací) z pozemské observatoře na satelit na nízké oběžné dráze kolem Země prostřednictvím přenosového kanálu o délce až 1400 kilometrů,“ oznámil po experimentu čínský tým.