Исследовательская группа из Шаньсийского университета в Китае добилась значительного прорыва в области квантовой телепортации, успешно осуществив одновременную передачу сразу нескольких квантовых состояний. Ученые преодолели давний технический барьер в системах с непрерывными переменными, продемонстрировав возможность телепортировать до пяти так называемых боковых полос кумодов, которые можно представить как отдельные частотные каналы, передаваемые с помощью оптического поля. До этого момента в подобных экспериментах удавалось передавать квантовую информацию лишь последовательно, по одному каналу за раз.
Квантовая телепортация не подразумевает физического перемещения материи в пространстве. Она представляет собой метод передачи информации, описывающей квантовое состояние частицы, из одной точки в другую. Этот процесс базируется на феномене квантовой запутанности, когда две системы обладают сильной взаимосвязью, необъяснимой с точки зрения классической физики. Для осуществления передачи информации используются два компонента: предварительно созданная квантовая запутанность и обычный классический канал связи для передачи вспомогательных данных.
Ограничение на последовательную передачу информации являлось серьезным препятствием для развития квантовых коммуникаций, так как реальные системы связи увеличивают свою пропускную способность именно за счет параллельной отправки множества каналов. Китайские специалисты под руководством Сяолуна Су предложили и успешно реализовали метод управляемой и детерминированной квантовой телепортации нескольких боковых полос одновременно. Их подход основан на тщательной настройке фаз двух классических каналов связи с выбором различных регулируемых частот.
Благодаря такому фазовому контролю, исследователям удалось добиться телепортации пяти боковых полос в пределах полосы пропускания 24 мегагерц. Более того, предложенный метод позволяет управлять процессом, выбирая необходимое количество телепортируемых кумодов в каждом конкретном запуске, а не ограничиваться заранее заданным числом. Точность передачи телепортированных выходных данных составила около 70 процентов. Все полученные результаты превысили так называемый предел неклонируемости, который служит надежным критерием, отделяющим истинную квантовую телепортацию от процессов, которые можно воспроизвести с помощью классических методов.
Проведенное исследование наглядно демонстрирует две важные возможности: параллельную передачу нескольких квантовых состояний боковых полос и регулировку количества этих телепортируемых кумодов путем изменения фазы классического канала. Это открытие открывает практический путь к созданию более масштабных линий связи на основе квантовой запутанности. Теперь появляется возможность упаковывать больший объем квантовой информации в одну физическую систему, устраняя необходимость в создании отдельных установок телепортации для каждого отдельного канала связи.