実験により、量子テレポーテーションが同じ光ファイバー内で古典的な通信信号と共存できることが実証されました。米国のノースウェスタン大学の研究者は、通常の光ファイバーを使用して量子状態を30キロメートルの距離に伝送することに成功した。このブレークスルーにより、量子通信を既存のインターネット光ケーブルと統合する新たな可能性が開かれ、分散型量子センシングまたはコンピューティングアプリケーションに必要なインフラストラクチャが大幅に簡素化されます。関連論文が『Optics』最新号に掲載されました。
Quantum Teleportationは、光の速度によってのみ制限され、ほぼ瞬時のコミュニケーションを可能にします。このプロセスでは、量子エンタングルメントを使用します。ここでは、2つの粒子がそれらの間の距離に関係なく、物理的な伝達を必要とせずに情報を交換できます。
光学通信では、すべての信号が光に変換されます。従来の古典的な通信信号は、通常、数百万の軽い粒子で構成されていますが、量子情報は個々の光子を使用して送信されます。
伝統的に、単一の光子は、光ファイバーの古典的な通信信号を運ぶ数百万の軽い粒子の間で「dr死」になると考えられていました。これは、動きの速い大型トラックで満たされた狭いトンネルをナビゲートするのに苦労している壊れやすい自転車と比較できます。
しかし、研究者は、壊れやすい光子が忙しい「交通」を避けるのを助ける方法を見つけました。光繊維内で光がどのように散乱するかを徹底的に研究した後、光子を配置するために光の波長の波長を特定しました。次に、通常のインターネットトラフィックからのノイズを減らすために特別なフィルターを追加しました。
この新しい方法をテストするために、研究者らは、両端に光子を備えた長さ30-の光ファイバーを設置しました。次に、量子情報と通常のインターネット トラフィックをファイバー経由で同時に送信しました。最後に、テレポーテーション プロトコルの実行中に、相手側で受信した量子情報の品質を測定しました。その結果、インターネットのトラフィックが混雑している中でも量子情報が正常に送信されたことがわかりました。
この研究は、量子テレポーテーションが地理的に離れたノード間に安全な量子接続を提供し、次世代の量子ネットワークと従来のネットワークが同じ光ファイバーを共有できることを示しています。
研究者らは今後、実験距離を延長し、2対のもつれ光子を使用して、分散量子アプリケーションを実現するための重要なマイルストーンであるもつれ交換を実証することを計画している。