Канадские физики из Института квантовых вычислений при Университете Ватерлоо впервые в мире продемонстрировали возможность квантовой телепортации не для двух, как это было до сих пор во всех предыдущих экспериментах подобного рода, а сразу для трех фотонов. О деталях своего открытия они рассказали во вчерашнем номере журнала Nature Photonics.
Как известно, идея квантового запутывания была рождена Альбертом Эйнштейном в споре с Нильсом Бором о квантовой механике. Доказывая ее абсурдность, автор теории относительности заявил, что если две частицы, рожденные вместе и имеющие общее квантовое состояние, разнести сколь угодно далеко, то по квантовой механике получается, что изменение, например, спина у одной частицы тут же вызовет соответствующее изменение у другой, – что невозможно, потому что между ними нет связи.
Этот спор Эйнштейн проиграл, потому что довольно быстро теоретики показали, что никакого абсурда здесь нет, а в конце прошлого века австрийский физик Антон Зайлингер доказал это экспериментально и назвал эффект квантовой телепортацией.
Сам эффект, странная смесь абсурда и чистой логики, с тех пор очень полюбился физикам, и пары спутанных фотонов, а то и целых фотонных компаний стали гонять во многих лабораториях мира. Всегда пары, хотя по идее спутанных частиц могло быть сколько угодно. Однако просто теоретически было сложно себе представить, как они будут между собой взаимодействовать при числе больше двух. Не было и полной уверенности, что тройная телепортация в принципе осуществима.
Идея о трех фотонах витала в воздухе многие годы, и, наконец, канадцы решили ее проверить. Соорудив довольно сложную установку, они сумели разделить три спутанных фотона – Алису, Боба и Чарли – на расстояние 700 метров друг от друга и подействовали на Чарли четвертым фотоном, изменив его квантовое состояние. Временное окно ученые сумели сузить до трех наносекунд, и каждый раз, когда Чарли вздрагивал, вздрагивали и Алиса с Бобом.
Тройная телепортация важна для физиков прежде всего тем, что она позволяет отмести многие неверные предположения и тем самым еще на шаг приблизить их к пониманию мира. Важна она и практически – такие фотонные телеконференции могут оказаться очень полезными для квантовой криптографии будущего. О реальной телепортации, то есть мгновенном перемещении тел из Сургута в Торжок, речь пока не идет.
