მკვლევართა საერთაშორისო ჯგუფმა, რომელშიც პადერბორნის უნივერსიტეტის მეცნიერებიც შედიოდნენ, კვანტური ინტერნეტის შექმნის გზაზე მნიშვნელოვან ეტაპს მიაღწია. პირველად მათ შეძლეს ტელეპორტირება ერთი ფოტონის პოლარიზაციის მდგომარეობისა ერთი კვანტური წერტილიდან მეორეში, რომელიც მისგან ფიზიკურად დაშორებული იყო. მარტივად რომ ვთქვათ, ეს ნიშნავს, რომ ერთი ფოტონის თვისებები გადაეცა მეორეს კვანტური ტელეპორტაციის საშუალებით.
ეს მიღწევა საკვანძო ნაბიჯია მომავალი კვანტური კავშირგაბმულობის ქსელებისთვის. ექსპერიმენტში მკვლევარებმა ორი სისტემის დასაკავშირებლად გამოიყენეს 270 მეტრის სიგრძის ოპტიკური კავშირის ხაზი ღია სივრცეში.
პადერბორნის უნივერსიტეტში დოქტორანტები და პოსტდოქტორანტები დაახლოებით ათი წლის განმავლობაში მუშაობდნენ ოპტიკურ გაზომვებზე, მონაცემთა ანალიზსა და მათ შეფასებაზე. ამ დროის განმავლობაში პროფესორ კლაუს იონსის ჯგუფი მჭიდროდ თანამშრომლობდა რომის „საპიენცას“ უნივერსიტეტის გუნდთან, რომელსაც პროფესორი რინალდო ტროტა ხელმძღვანელობს.
„ეს ექსპერიმენტი ნათლად აჩვენებს, რომ ნახევარგამტარულ კვანტურ წერტილებზე დაფუძნებული სინათლის კვანტური წყაროები შეიძლება გახდეს საკვანძო ტექნოლოგია მომავალი კვანტური კავშირგაბმულობის ქსელებისთვის. წარმატებული კვანტური ტელეპორტაცია ორ დამოუკიდებელ კვანტურ გამოსხივებელს შორის წარმოადგენს მნიშვნელოვან ნაბიჯს მასშტაბირებადი კვანტური რეტランスლატორების შექმნისა და, შესაბამისად, კვანტური ინტერნეტის პრაქტიკული რეალიზაციისკენ“, — განმარტა პროფესორმა იონსმა, კვლევითი ჯგუფის „ჰიბრიდული ფოტონური კვანტური მოწყობილობების“ ხელმძღვანელმა და პადერბორნის უნივერსიტეტის ფოტონური კვანტური სისტემების ინსტიტუტის (PhoQS) გამგეობის წევრმა.
მრავალი კვანტური ნაწილაკისგან შემდგარი გადაჯაჭვული სისტემები მნიშვნელოვან უპირატესობებს სთავაზობს საკომუნიკაციო ტექნოლოგიებს. ნაცვლად იმისა, რომ დაეყრდნონ ერთი ფოტონით განსაზღვრულ ერთ მდგომარეობას, ეს სისტემები ქმნიან ურთიერთდაკავშირებულ მდგომარეობებს მრავალ ნაწილაკს შორის. ამ მიდგომას გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს უსაფრთხო კავშირგაბმულობის, მონაცემთა დამუშავებისა და კვანტური გამოთვლების სფეროებში.
გადაჯაჭვულობა აკავშირებს ფოტონების გარკვეულ თვისებებს, რაც მათ ინფორმაციის გაცვლის საშუალებას აძლევს. „ადრე ეს ფოტონები ერთი და იმავე წყაროდან მოდიოდა, ანუ ერთი და იმავე გამოსხივებლისგან. მიუხედავად იმისა, რომ ბოლო წლებში მნიშვნელოვანი პროგრესი იქნა მიღწეული, ცალკეული კვანტური გამოსხივებლების გამოყენება დამოუკიდებელ მხარეებს შორის კვანტური რეტランスლაციის განსახორციელებლად აქამდე მიუღწეველი რჩებოდა“, — აღნიშნა პროფესორმა იონსმა.
დაახლოებით ათი წლის წინ, პროფესორებმა იონსმა და ტროტამ შეიმუშავეს გეგმა კვანტური წერტილების გამოყენების შესახებ ფოტონთა გადაჯაჭვული წყვილების წყაროდ კავშირგაბმულობისა და ტელეპორტაციის სისტემებში. მათმა ბოლო წარმატებამ დაადასტურა, რომ ამ გრძელვადიანმა მიდგომამ გაამართლა.
ეს გარღვევა შესაძლებელი გახდა მთელი ევროპის მასშტაბით რამდენიმე კვლევითი ცენტრის წვლილით. კვანტური წერტილები დამზადდა ლინცის იოჰან კეპლერის სახელობის უნივერსიტეტში, ხოლო ნანორეზონატორები ვიურცბურგის უნივერსიტეტის პარტნიორებმა შექმნეს. თავად ტელეპორტაციის ექსპერიმენტები ჩატარდა რომის „საპიენცას“ უნივერსიტეტში, სადაც მეცნიერებმა ორი შენობა 270-მეტრიანი ოპტიკური კავშირის ხაზით დააკავშირეს.
სისტემაში გამოიყენებოდა სინქრონიზაცია GPS-ის მეშვეობით, ცალკეული ფოტონების ულტრასწრაფი დეტექტორები და სტაბილიზაციის მეთოდები ატმოსფერული ტურბულენტობის კომპენსაციისთვის. ტელეპორტაციისას მდგომარეობის აღწარმოების მიღწეულმა სიზუსტემ (ანუ კვანტური მდგომარეობების შენარჩუნების ხარისხმა) შეადგინა 82 ± 1%, რაც კლასიკურ ზღვარს 10-ზე მეტი სტანდარტული გადახრით აჭარბებს.
