Forskere ved Yokohama National University har med succes teleporteret kvanteinformation inden for diamanten.
I et nyt arbejde, der blev offentliggjort på portalen Kommunikationsfysik, talte japanske forskere om, hvordan de formåede at implementere kvanteteleportering. "Kvanteteleportering gør det muligt at overføre kvanteoplysninger til et andet, utilgængeligt rum," sagde Hideo Kosaka, professor i teknik ved Yokohama National University og forfatter af studiet.”Det giver også mulighed for at overføre information til kvantehukommelse uden at udsætte eller ødelægge data, der allerede er gemt,” tilføjede han.
I dette tilfælde bestod det "utilgængelige rum" af carbonatomer inde i diamanten. Diamanten er sammensat af sammenkoblede, men tilstrækkeligt adskilte atomer, hvilket gør den til et ideelt miljø til test af mekanik ved teleportering. I sin kerne indeholder hvert carbonatom seks protoner og neutroner omgivet af seks roterende elektroner. Når atomer binder sig ind i en enkelt struktur af en diamant, danner de et særligt stærkt gitter. Men selvfølgelig kan det indeholde defekter - for eksempel når et nitrogenatom tilfældigt indtager et carbonatom. En sådan mangel kaldes et kvælstofvakansecenter.
Omgivet af kulstofatomer skaber strukturen i nitrogenatomens kerne det, Kosaka kalder en nanomagnet.
For at manipulere elektron- og kulstofisotopen i vakuumcentret fastgjorde Kosaka og teamet en ledning omkring en fjerdedel af bredden af et menneskehår til diamantens overflade. De brugte derefter mikrobølgestråling til at skabe et oscillerende magnetfelt omkring diamanten. En nitrogen "nanomagnet" blev brugt til at fikse elektronet. Derefter ved hjælp af radiobølger og elektrisk bølgestråling, tvang teamet elektronspinden til at vikle sammen med det nukleare drejning af kulstof, så de effektivt bliver en og ikke længere kan betragtes separat fra hinanden. I dette øjeblik introduceres et foton, der indeholder kvanteinformation, i systemet, og elektronet absorberer det. Som et resultat overføres ladningen af elektronet til carbonet og polariserer det, og med denne kvante overføres information.
Forskere kaldte deres enhed en "kvante repeater", og med sin hjælp er det muligt at overføre individuelle dele af information fra knudepunkt til knude gennem et kvantefelt. Det endelige mål med eksperimentet er skalerbare repeatere, der tillader teleportering af information til store oplysninger. Naturligvis vil det ikke undvære distributionskvante computere, der kan udføre mere seriøse beregninger.
Vasily Makarov