Forskare vid Yokohama National University har framgångsrikt teleporterat kvantinformation inom diamanten.
I ett nytt arbete som publicerades på portalen för kommunikationsfysik, talade japanska forskare om hur de lyckades implementera kvantteleportering. "Kvantteleportering gör att kvantinformation kan överföras till ett annat, otillgängligt utrymme," sade Hideo Kosaka, professor i teknik vid Yokohama National University och författare till studien. "Det gör det också möjligt att överföra information till kvantminne utan att avslöja eller förstöra data som redan lagrats," tillade han.
I detta fall bestod det "otillgängliga utrymmet" av kolatomer inuti diamanten. Diamanten består av sammankopplade, men tillräckligt separata atomer, vilket gör den till en idealisk miljö för att testa teleporteringsmekanik. I sin kärna innehåller varje kolatom sex protoner och neutroner omgiven av sex roterande elektroner. Därför, när atomer binder till en enda struktur av en diamant, bildar de ett särskilt starkt gitter. Men naturligtvis kan den innehålla defekter - till exempel när en kväveatom slumpmässigt tar plats för en kolatom. En sådan defekt kallas ett kvävevakanscenter.
Omgiven av kolatomer skapar strukturen i kväveatomens kärna det Kosaka kallar en nanomagnet.
För att manipulera elektron- och kolisotopen vid vakanscentret fäst Kosaka och teamet en tråd ungefär en fjärdedel av bredden på ett mänskligt hår på diamantens yta. De använde sedan mikrovågsstrålning för att skapa ett svängande magnetfält runt diamanten. En kväve "nanomagnet" användes för att fixera elektronen. Sedan, med hjälp av radiovåg och elektrisk vågstrålning, tvingade teamet elektronspinnet att sammanfogas med kärnkraftspindeln av kol så att de effektivt blir en och inte längre kan betraktas separat från varandra. Just nu introduceras en foton som innehåller kvantinformation i systemet och elektronen absorberar den. Som ett resultat överförs laddningen av elektronen till kolet och polariserar den, och med denna kvantitet överförs information.
Forskare kallade sin enhet för en "kvantrepeater", och med dess hjälp är det möjligt att överföra enskilda delar av information från nod till nod genom ett kvantfält. Det ultimata målet med experimentet är skalbara repeatrar som möjliggör teleportering av information till stor information. Naturligtvis kommer det inte att göra utan distribution av kvantdatorer som kan utföra mer allvarliga beräkningar.
Vasily Makarov