A coloradói NIST kutatói több mint száz kilométeres távolságba továbbítottakkvantuminformációkat egy optikai szálon keresztül, ami négyszerese a korábbi rekordnak. A kísérlet megerősítette, hogy a kvantumkommunikáció nagy távolságokban is működőképes ezzel a módszerrel. Más kutatók ugyan már távolabbra is teleportáltak információt a levegőn keresztül, de az optikai szálas megoldás sok szempontból kedvezőbb lehet, ha hálózatok tervezése és létrehozása a cél.

A tudományos-fantasztikus művekben megjelenő teleportálással szemben a való életben folyó hasonló kísérletek során nem az anyagot sugározzák át a tér egyik pontjából egy másikba, hanem a kiinduló oldali kvantumállapotot továbbítják és rekonstruálják a célban egy másik részecskén. A továbbítani kívánt információ ennek megfelelően az anyag vagy a fény kvantumállapotába kódolható bele. A módszer mind a kommunikáció, mind a számítógépek jövőjében nagy változásokat hozhat, hiszen elképesztő biztonságot és gyorsaságot garantál.

A kvantumteleportálás alapkoncepcióját több mint 20 évvel ezelőtt dolgozták ki, és azóta már több kutatócsoport is sikerrel vitte véghez a műveletet. A mostani kísérletsorán a NIST szakértői egy foton kvantumállapotát továbbították sikeresen egy 102 kilométer hosszú, felcsavart optikai szálon át.

Az eljárás lényegileg úgy zajlik, hogy egy foton és egy kristályprizma segítségével két kvantumszinten összefonódott, egyforma állapotú fotont hoznak létre. Ezek egyikét beküldik az optikai szál egyik végén, a másikat pedig egy másik, vele vagy azonos, vagy ellentétes fázisú fotonnal (az inputtal) eresztik össze. Mivel a fotonok összefonódott állapotban vannak, az input-fotonnal találkozó foton állapotának megváltozásával az output-foton, vagyis az optikai szálon végigszáguldó foton állapota is meg fog változni, vagyis az információ átkerül az optikai szál másik végére, és ott észlelhető lesz, anélkül, hogy ténylegesen bejárta volna a távolságot.

A kísérlet sikeréhez elengedhetetlenek voltak a nemrégiben kifejlesztett új egyfoton-detektorok, ezek hiányában ugyanis nem lehetett volna megmondani, hogy sikerrel járt-e a próbálkozás, mondja Marty Stevens, a kutatás résztvevője. A fotonoknak ugyanis mindössze egy százalékuk teszi meg sikeresen az utat, ilyen gyenge jelet pedig a legutóbbi időkig lehetetlennek tűnt észlelni. Az új műszerekkel viszont már 80 százalékban sikerült detektálni a beérkező információkat.

A kvantum teleportálás távolságát egyébként pontosan ez, vagyis az adatátviteli veszteség korlátozza leginkább. Az új technikával és az új detektorokkal azonban már egészen tisztességes távolságokba eljuttathatók az információk, és észlelni is lehet ezeket, ami nagyon fontos lépést jelent a kvantuminternet kidolgozása felé. A következő időszakban a szakértők még hatékonyabbá szeretnék tenni az adatátvitelt, a jelenleg elért szint ugyanis még mindig kevés ahhoz, hogy ténylegesen alkalmas legyen különféle adatcsomagok biztonságos továbbítására