Wissenschaftler in den Niederlanden haben einen großen Schritt in Richtung Quanteninternet gemacht, indem sie Informationen über ein rudimentäres Netzwerk teleportiert haben. Dieser Durchbruch wurde durch die Erhöhung des Quantenspeichers und die Verbesserung der Kommunikationsqualität zwischen den drei Knoten des Netzwerks ermöglicht.
Quantencomputer können ihr volles Potenzial entfalten, wenn sie vernetzt sind. Aufgrund der Natur von Quantendaten, die Umwelteinflüssen unterliegen, ist es jedoch schwierig, Informationen zwischen ihnen zu senden. Diese Informationen können jedoch nicht gesendet, sondern aufgrund des Phänomens der Quantenverschränkung zwischen den Knoten teleportiert werden. Zwei Teilchen können so miteinander verflochten werden, dass es unmöglich ist, das eine ohne das andere zu beschreiben, und alle Änderungen, die bei einem Teilchen auftreten, wirken sich sofort auf das andere aus, selbst wenn es sich sehr weit entfernt befindet.
Im Kontext des Quanteninternets können Quantenbits von Informationen von einem Knoten zum anderen teleportiert werden, wodurch Änderungen am Zustand eines der verschränkten Teilchenpaare vorgenommen werden. Dies erfolgt normalerweise durch Messen des Zustands der Glocke. Diese Technologie wurde bereits zwischen zwei benachbarten Knoten demonstriert, aber die wissenschaftliche Zusammenarbeit von QuTech war zum ersten Mal in der Lage, Informationen zwischen nicht benachbarten Knoten zu teleportieren. Sie bewegten Informationen von Knoten Charlie zu Knoten Alice unter Verwendung eines dritten Zwischenknotens Bob.
Teleportation besteht aus drei Phasen, sagt EurekAlert. Zuerst müssen Sie einen "Teleport" vorbereiten, dh einen verstrickten Zustand zwischen "Alice" und "Charlie" herstellen, die nicht direkt miteinander verbunden sind, aber mit "Bob" verbunden sind. Dazu wird eine Verschränkung zwischen den Prozessoren „Alice“ und „Bob“ geschaffen. „Bob“ erinnert sich an seinen Teil des verstrickten Zustands. Danach stellt er die Verstrickung mit "Charlie" fest, indem er Bells Messungen anwendet. Infolgedessen sind "Alice" und "Charlie" verwirrt und der Teleporter ist startklar.
Die zweite Stufe ist die Erstellung einer Nachricht, dh eines Quantenbits an Informationen. Um zu zeigen, dass die Teleportation prinzipiell funktioniert, wiederholten die Wissenschaftler dieses Experiment mehrfach für unterschiedliche Werte des Qubits.
Der dritte Schritt ist eigentlich die Teleportation. „Charlie“ nahm Messungen seines Prozessors und seiner Hälfte des verschränkten Zustands vor. Als dies geschah, verschwand das Messergebnis – Information – von der Seite von „Charlie“ und tauchte sofort von der Seite von „Alice“ auf.
Während des Teleportationsprozesses wurde die Nachricht jedoch verschlüsselt und "Charlie" behält den Schlüssel. Erst nachdem „Alice“ den Schlüssel erhalten hat, stehen die Informationen zur weiteren Verwendung zur Verfügung.
Nach mehrmaliger Wiederholung des Experiments stellte das QuTech-Team fest, dass die Genauigkeit der Teleportation einen signifikanten Wert erreichte – 71 %.
Im Jahr 2020 bewiesen amerikanische Physiker die Möglichkeit, Quanteninformationen zwischen Elektronen und nicht nur zwischen Photonen zu übertragen. Die Ergebnisse ihrer Arbeit werden neue Wege für die Entwicklung der Quantencomputertechnologie eröffnen, die wiederum einen Durchbruch in Medizin, Wissenschaft und Technik ermöglichen.
2022-05-27 19:37:07
Autor: Vitalii Babkin