En konstnärs uppfattning om ett felkorrigeringsprotokoll:fotonerna som påverkas av miljön fixeras och används sedan för att transportera data som teleporteras in i dem. Kredit:Maria Slussarenko
Teleportering kan vara ett begrepp som vanligtvis är reserverat för science fiction, men forskare har visat att det kan användas för att undvika förlust av kommunikationskanaler på kvantnivå.
Teamet, inklusive forskare från Griffith Universitys Center for Quantum Dynamics, har belyst problemen kring inneboende förluster som uppstår över alla former av kommunikationskanaler (till exempel internet eller telefon) och upptäckt en mekanism som kan minska förlusten.
Professor Geoff Pryde, Dr Sergei Slussarenko, Dr Sacha Kocsis och Dr Morgan Weston, tillsammans med forskare från University of Queensland och National Institute of Standards and Technology, säger att upptäckten är ett viktigt steg mot att implementera "kvantinternet". vilket kommer att ge oöverträffade funktioner som inte är tillgängliga med dagens webb.
Dr. Slussarenko sa att denna studie var den första som demonstrerade en metod för att reducera fel som förbättrade en kanals prestanda.
"Först tittade vi på rådata som överfördes via vår kanal och kunde se en bättre signal med vår metod än utan den," sa han.
"I vårt experiment skickade vi först en foton genom förlusten - den här fotonen bär ingen användbar information så att förlora den var inte ett stort problem.
"Vi kunde sedan korrigera för effekterna av förlust via en enhet som kallas noiseless linear amplifier utvecklad vid Griffith och University of Queensland.
"Den kan återställa det förlorade kvanttillståndet, men det kan inte alltid lyckas; ibland misslyckas det.
"Men när återhämtningen väl har lyckats använder vi ett annat rent kvantprotokoll - kallat kvanttillståndsteleportation - för att teleportera informationen vi ville överföra till den nu korrigerade bäraren, och undvika all förlust på kanalen."
Kvantteknologier lovar revolutionerande förändringar i vårt informationsbaserade samhälle, en kvantkommunikation utvecklar metoder som den som visas i denna studie för att överföra data på ett extremt säkert och säkert sätt, så att det är omöjligt att komma åt för en tredje part.
"Kvantkryptering på kort avstånd används redan kommersiellt, men om vi vill implementera ett globalt kvantnätverk blir fotonförlust i fråga eftersom det är oundvikligt", sa Dr. Slussarenko.
"Vårt arbete implementerar ett så kallat kvantrelä, en nyckelingrediens i detta långdistanskommunikationsnätverk.
"No cloning theoremet förbjuder att göra kopior av okända kvantdata, så om en foton som bär information går förlorad, är informationen den bar borta för alltid.
"En fungerande kvantkommunikationskanal på långa avstånd behöver en mekanism för att minska denna informationsförlust, vilket är precis vad vi gjorde i vårt experiment."
Dr. Slussarenko sa att nästa steg i denna studie skulle vara att minska felen till en nivå där teamet kan implementera långdistanskvantkryptografi och testa metoden med hjälp av verklig optisk infrastruktur, som de som används för fiberbaserat internet .
Studien "Quantum channel correction outperforming direct transmission" har publicerats i Nature Communications . + Utforska vidare
