ACER_09_SWIFT5 ACER_09_SWIFT5 ACER_09_SWIFT5 Advertisement

Vedci teleportovali kvantovú informáciu v diamante

0

Výskumníci z Yokohama National University bezpečne teleportovali kvantové informácie v rámci diamantu. Ich štúdia môže mať veľký vplyv na kvantovú informačnú technológiu – budúcnosť toho, ako sa citlivé informácie zdieľajú a ukladajú. „Kvantová teleportácia umožňuje prenos kvantových informácií do inak neprístupného priestoru,“ vysvetlil Hideo Kosaka, profesor inžinierstva na Yokohama National University a autor štúdie zverejnenej 28. júna 2019 v časopise Communications Physics. „Umožňuje takisto prenos informácií do kvantovej pamäte bez odhalenia alebo zničenia uložených kvantových informácií.“

Neprístupný priestor v tomto prípade pozostával z atómov uhlíka v diamante. Diamant, ktorého štruktúru tvorí kryštálová mriežka, predstavuje dokonalé prostredie na kvantovú teleportáciu. Atóm uhlíka má v svojom jadre šesť protónov a šesť neutrónov, obklopených šiestimi elektrónmi. Ako je známe, atómy tvoria v diamante veľmi silnú mriežku. Môžu sa v nej však vyskytnúť aj defekty, keď sa namiesto dvoch atómov uhlíka vyskytne v mriežke dusík a vedľa neho voľné miesto.

Takáto porucha na označuje ako NV centrum (nitrogen-vacancy center). Kosaka hovorí, že jadrová štruktúra dusíka obklopená atómami uhlíka funguje ako nanomagnet. Kosaka a jeho tím chceli manipulovať s elektrónom a uhlíkovým izotopom na prázdnom mieste, preto pripojili k diamantu drôt s hrúbkou asi štvrtiny ľudského vlasu. Potom na drôt pôsobili mikrovlnným žiarením a rádiovými vlnami, aby okolo diamantu vzniklo oscilujúce magnetické pole. Tvarovaním mikrovlny vytvorili optimálne, kontrolované podmienky na prenos kvantových informácií v diamante. 

Kosaka potom použil dusíkový nanomagnet na ukotvenie elektrónu. Pomocou magnetického poľa nanomagnetu kvantovo prepojil (entangloval) spin ukotveného elektrónu so spinom jadra atómu uhlíka. Keď došlo ku kvantovému prepojeniu (entanglementu), vedci vyslali fotón, ktorý niesol kvantovú informáciu. Elektrón tento fotón absorboval. Absorpcia umožnila prenos polarizačného stavu fotónu (kvantovej informácie) do jadra atómu uhlíka prostredníctvom entanglovaného elektrónu, čo demonštruje teleportáciu informácií na kvantovej úrovni.

Vedci hovoria, že tento spôsob kvantovej teleportácie, nazývaný kvantové opakovače (quantum repeater), je technológia významná pre kvantovú komunikáciu na veľkú vzdialenosť. Cieľom tímu je realizovať škálovateľné kvantové opakovače na diaľkovú kvantovú komunikáciu a pre distribuované kvantové počítače na rozsiahle kvantové výpočty.

Zdroj: eurekalert.org.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články
veda vyskum magnet fyzika technika stroj info

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať