Ett team från Griffiths Center for Quantum Dynamics i Australien har visat hur man noggrant kan testa om fotoner - ljuspartiklar - visar Einsteins "spöklika handling på avstånd", även under ogynnsamma förhållanden som efterliknar dem utanför labbet.

De visade att effekten, även känd som kvantlokalitet, kan fortfarande verifieras även när många av fotonerna går förlorade genom absorption eller spridning när de färdas från källa till destination genom en optisk fiberkanal. Den experimentella studien och teknikerna publiceras i tidskriften Vetenskapliga framsteg .

Kvantlokalitet är viktigt för utvecklingen av nya globala kvantinformationsnätverk, som kommer att ha överföringssäkerhet garanterad av fysiklagarna. Dessa är de nätverk där kraftfulla kvantdatorer kan länkas.

Fotoner kan användas för att bilda en kvantlänk mellan två platser genom att skapa ett par fotoner som är "intrasslade" - så att mätning avgör egenskaperna för dess tvilling - och sedan skickar en längs en kommunikationskanal.

Teamledaren professor Geoff Pryde sa att en kvantlänk måste klara ett krävande test som bekräftade förekomsten av kvantnonlokalitet mellan partiklar i båda ändar.

"Att misslyckas på testet betyder att en avlyssnare kan infiltrera nätverket, " han sa.

"När längden på kvantkanalen växer, allt mindre fotoner passerar framgångsrikt genom länken, eftersom inget material är helt transparent och absorption och spridning tar ut sin rätt.

"Detta är ett problem för befintliga kvantlokalitetsverifieringstekniker med fotoner. Varje förlorad foton gör det lättare för avlyssnaren att bryta säkerheten genom att efterlikna intrassling."

Att utveckla en metod för att testa intrassling i närvaro av förlust har varit en enastående utmaning för det vetenskapliga samfundet under ganska lång tid.

Teamet använde ett annat tillvägagångssätt - kvantteleportation - för att övervinna problemet med förlorade fotoner.

Dr Morgan Weston, första författaren till studien, sa att de valde ut de få fotoner som överlevde kanalen med hög förlust och teleporterade de lyckliga fotonerna till en annan ren och effektiv, kvantkanal.

"Där, det valda verifieringstestet, kallas kvantstyrning, kan göras utan problem, " Hon sa.

"Vårt schema registrerar en extra signal som låter oss veta om ljuspartikeln har tagit sig igenom överföringskanalen. Detta betyder att de misslyckade distributionshändelserna kan uteslutas i förväg, så att kommunikationen kan implementeras säkert även i närvaro av mycket stora förluster. "

Denna uppgradering är inte lätt - teleportationssteget kräver ytterligare högkvalitativa fotonpar på egen hand. Dessa extra fotonpar måste genereras och detekteras med extremt hög effektivitet, för att kompensera för effekten av den förlorande överföringsledningen.

Detta var möjligt att uppnå tack vare toppmodern fotonkälla och detektionsteknik, tillsammans med US National Institute of Standards and Technology i Boulder, Colorado.

Även om experimentet utfördes i laboratoriet, den testade kanaler med fotonabsorption motsvarande cirka 80 km optisk fiber för telekommunikation.

Teamet strävar efter att integrera sin metod i kvantnätverk som utvecklas av Australian Research Council Center of Excellence for Quantum Computation and Communication Technology, och testa det under verkliga förhållanden.