Группы исследователей в США (Национальный институт стандартов и технологий) и в Австрии (университет г. Инсбрука) опубликовали сегодня в журнале Nature результаты первых успешных экспериментов по квантовой телепортации атомов. Ранее австралийским ученым удалось осуществить телепортацию фотонов. Новое достижение расценивается в научном мире как важный этап на пути создания квантового компьютера.

Cам термин «телепортация» пришел в язык науки из произведений писателей-фантастов, которые придумали его как метод мгновенного перемещения вещества в пространстве. Ученые придают этому термину несколько иной смысл — речь идет о передаче информации о свойствах вещества (на уровне отдельных атомов) от одного материального носителя другому без какого-либо физического контакта между ними. Более точно — один атом передает другому информацию о своем квантовом состоянии, в котором отражается энергетический уровень, магнитный момент и другие физические свойства. В будущих квантовых компьютерах информация будет храниться и передаваться в форме т.н. «кубитов», которые являются аналогом нуля и единицы в современных компьютерах.

Американские и австрийские ученые использовали одинаковую методику эксперимента, разница была лишь в составе веществ — австрийцы использовали ионы кальция, американцы — бериллия. В основе наблюдаемого явления — квантово-механический эффект связывания внутреннего состояния двух частиц, находящихся на расстоянии друг от друга. Для подтверждения передачи информации ученые использовали третью частицу, которая при приближении к первым двум приобретала квантовое состояние, характерное для первой пары. При этом, естественно, «телепортация» самих атомов не происходила.

Следует отметить, что подобное поведение микрочастиц было предсказано еще в 30-х годах прошлого века, однако лишь сейчас удалось наблюдать его экспериментально. В опытах использовали сложные экспериментальные методики, в числе которых — прецизионная спектроскопия и лазерное охлаждение. Обеим группам удалось добиться высокой (на уровне 0,75) достоверности вопроизведения квантового состояния у другого атома. Ученые считают, что до появления первых квантовых компьютеров пройдет не менее десяти лет.