Naukowcy z Uniwersytetu Narodowego w Jokohamie teleportowali informacje kwantowe korzystając z diamentu. Badanie ma duże znaczenie dla technologii związanej z informacją kwantową. Powinna ona stanowić o przyszłości udostępniania i przechowywania poufnych danych.
Teleportacja kwantowa pozwala na przekazanie informacji kwantowej do niedostępnej w inny sposób przestrzeni. Umożliwia także przekazywanie informacji do pamięci kwantowej bez ujawniania lub niszczenia przechowywanych danych. W przypadku opisywanego badania niedostępna przestrzeń składała się z atomów węgla obecnych w diamencie.
Atom węgla zawiera sześć protonów i sześć neutronów w jądrze, otoczonych przez sześć wirujących elektronów. Gdy atomy łączą się w diament, tworzą one szczególnie silną sieć. Jednakże diamenty mogą zawierać „błędy”. Jeden z takowych występuje, gdy atom azotu występuje w jednym z dwóch sąsiednich wolnych miejsc, gdzie powinny znajdować się atomy węgla. Jest to nazywane N-V center. Otoczona atomami węgla struktura jądra atomu azotu tworzy coś, co badacze nazywają nanomagnesem.
Czytaj też: Naukowcy prawdopodobnie wiedzą, w jaki sposób powstają diamenty
Aby wpływać na elektron oraz izotop węgla w stanie N-V center, japońscy badacze przymocowali niezwykle cienki drut do powierzchni diamentu. Zastosowali fale radiowe i mikrofalowe, aby zbudować oscylujące pole magnetyczne wokół diamentu. Umożliwiło to stworzenie optymalnych, kontrolowanych warunków przekazywania informacji kwantowej w diamencie.
Następnie użyli nanomagnetycznego azotu do „zakotwiczenia” elektronu. Używając fal mikrofalowych i radiowych, naukowcy zmusili spin elektronów do splątania ze spinami węgla. Spin elektronów rozpadł się pod wpływem pola magnetycznego wytworzonego przez nanomagnes, czyniąc go podatnym na splątanie. Po splątaniu dwóch części, wprowadzono foton przechowujący informacje kwantowe, a elektron pochłonął foton. Absorpcja umożliwiła przeniesienie stanu polaryzacji fotonu na węgiel, w którym pośredniczył splątany elektron, demonstrując teleportację informacji na poziomie kwantowym.
[Źródło: phys.org; grafika: Yokohama National University]
Czytaj też: Dzięki laserowi da się przetworzyć nanowłókna węglowe w diament
