オランダの科学者たちは、初歩的なネットワークを介して情報をテレポートすることにより、量子インターネットに向けて大きな一歩を踏み出しました。この画期的な進歩は、量子メモリを増やし、ネットワークの3つのノード間の通信品質を向上させることによって可能になりました。
量子コンピューターは、ネットワーク化されていれば、その潜在能力を最大限に発揮することができます。しかし、環境干渉を受けやすい量子データの性質上、両者間で情報をやり取りすることは困難です。しかし、この情報は送信できませんが、量子もつれの現象のためにノード間でテレポートされます。 2つのパーティクルは互いに絡み合っているため、一方を他方なしで記述することは不可能であり、一方のパーティクルで発生するすべての変更は、たとえ非常に離れた場所にある場合でも、すぐに他方に影響を与えます。
量子インターネットのコンテキストでは、情報の量子ビットを1つのノードから別のノードにテレポートして、絡み合った粒子のペアの1つの状態を変更することができます。これは通常、ベルの状態を測定することによって行われます。このテクノロジーは、2つの隣接するノード間ですでに実証されていますが、QuTechの科学的コラボレーションにより、隣接しないノード間で情報をテレポートすることが初めて可能になりました。彼らは、3番目の中間ノードBobを使用して、ノードCharlieからノードAliceに情報を移動しました。
テレポーテーションは3つの段階で構成されているとEurekAlertは言います。まず、「テレポート」を準備する必要があります。つまり、「アリス」と「チャーリー」の間に、直接接続されていないが「ボブ」に接続されている絡み合った状態を作成する必要があります。これを行うために、プロセッサ「アリス」と「ボブ」の間にエンタングルメントが作成されます。 「ボブ」は絡み合った状態の彼の部分を覚えています。その後、ベルの測定を適用することにより、彼は「チャーリー」との絡み合いを確立します。その結果、「アリス」と「チャーリー」は混同され、テレポーターは準備が整いました。
第2段階は、メッセージ、つまり量子ビットの情報の作成です。テレポーテーションが原理的に機能することを示すために、科学者はキュービットのさまざまな値に対してこの実験を数回繰り返しました。
3番目のステップは実際にはテレポートです。 「チャーリー」は、彼のプロセッサーと絡み合った状態の半分を測定しました。これが起こったとき、測定結果-情報-は「チャーリー」の側から消え、すぐに「アリス」の側から現れました。
ただし、テレポーテーションプロセス中、メッセージは暗号化され、「Charlie」がキーを保持します。 「アリス」が鍵を受け取った後にのみ、情報はさらに使用できるようになります。
実験を数回繰り返した後、QuTechチームは、テレポーテーションの精度が有意な値（71％）に達したことを発見しました。
2020年、アメリカの物理学者は、光子だけでなく、電子間で量子情報を転送する可能性を証明しました。彼らの研究の成果は、量子コンピューター技術の開発への新たな道を切り開き、それが今度は医学、科学、技術の飛躍的進歩を可能にするでしょう。
2022-05-27 19:37:07
著者: Vitalii Babkin