Κβαντική τηλεμεταφορά και "διεμπλοκή" στο χώρο, σε αποστάσεις πάνω από 100-χιλιόμετρα

Το παράξενο φαινόμενο της "κβαντικής διεμπλοκής" θα λύσει το πρόβλημα των ταχυτήτων μεταφοράς δεδομένων για τις τηλεπικοινωνίες.

Η μεταφορά άγνωστης κβαντικής κατάστασης σε αυθαίρετες και άγνωστες αποστάσεις είναι απολύτως απαραίτητη για μεγάλης κλίμακας κβαντικές επικοινωνίες και για τα δομημένα κβαντικά δίκτυα. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τη βοήθεια της κβαντικής τηλεμεταφοράς μεγάλων αποστάσεων μέσω του φαινομένου της διεμπλοκής. Το τελευταίο είναι επίσης σημαντικό για τα θεμελιώδη πειράματα των νόμων της κβαντικής μηχανικής. Αν και η κβαντική τηλεμεταφορά και διεμπλοκή έχουν πραγματοποιηθεί σε μεσαίες αποστάσεις  με χρήση δικτύων οπτικών ινών, η τεράστια απώλεια φωτονίων και η απόσβεση, απαιτεί τη χρήση κβαντικών επαναληπτών (repeaters) για μεγαλύτερες αποστάσεις. Ωστόσο, η πρακτική υλοποίηση των κβαντικών επαναληπτών παραμένει πειραματικά ανέφικτη.Ειδικά κανάλια, τηλεμετάδοσης που χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά για την κβαντική διανομή προσφέρουν μια πιο πολλά υποσχόμενη λύση, διότι η απώλεια φωτονίων είναι σχεδόν αμελητέα στην ατμόσφαιρα. Επιπλέον, με τη χρήση δορυφόρων, η κβαντική επικοινωνία εξαιρετικά μεγάλων αποστάσεων  θα μπορούσε να επιτευχθεί σε παγκόσμια κλίμακα. Πιο πρόσφατα, μετά από ένα τροποποιημένο σχήμα δοκιμών, κβαντικής τηλεμεταφοράς στο χώρο, επιτεύχθηκε πάνω από 16 χιλιόμετρα τηλεμεταφορά με ένα ζεύγος "διεμπλεκoμένων" φωτονίων. Έτσι επιτυγχάνεται κατά μέσο όρο πιστότητα 80,4 ± 0,9 τοις εκατό σε έξι διακριτές καταστάσεις. Επιπλέον, έχει επιτευχθεί διανομή διεμπλοκής σε πάνω από δύο κανάλια, στην οποία τα "διπεπλεκόμενα" φωτόνια απέχουν πάνω από 101,8 χιλιόμετρα. Εκτός βέβαια από την ύπαρξη μεγάλων οικονομικών συμφερόντων (στον τομέα των τηλεπικοινωνιών), τα παραπάνω αποτελέσματα αποτελούν ένα σημαντικό βήμα για ένα παγκόσμιο κβαντικό δίκτυο. Επιπλέον, η υψηλής συχνότητας και υψηλής ακρίβειας τηλεμεταφορά, που φάνηκε από αυτή την τεχνική που αναπτύχθηκε στα πειράματα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας και για τη μελλοντική δορυφορική επικοινωνία.

Πηγές: Nature
            Δημήτρης Γιάκας