Według mechaniki kwantowej istnieją zjawiska takie jak na przykład nadprzewodnictwo, które udało się już osiągnąć a obecnie trwają dążenia do jego łatwiejszego kontrolowania. Osobny aspekt stanowi natomiast teleportacja. Naukowcy starają się zrozumieć, jak mogłoby ono wpłynąć na rozwój komputerów kwantowych, czyli potencjalnie rewolucyjnych urządzeń.
Czytaj też: Czas płynie tylko w jedną stronę. Splątanie kwantowe umożliwia testowanie podróży w przeszłość
Publikacja w tej sprawie trafiła na łamy Nature i opisuje, jak splątanie kwantowe może być wykorzystane do naprawdę zadziwiających praktyk. Problem polega na tym, że mierząc wybrany układ, doprowadzimy do zerwania rzeczonego splątania. To z kolei prowadzi do konfliktu między pomiarami i interakcjami, które można podzielić na dwie różne fazy. W pierwszej dominują interakcje (splątanie jest w tym przypadku powszechne), natomiast w drugiej dominują pomiary (tutaj splątanie jest tłumione).
Próbując jak najlepiej rozeznać się w sytuacji, członkowie zespołu badawczego przeprowadzili eksperymenty z udziałem układu złożonego z 70 kubitów, czyli bitów kwantowych. W takich okolicznościach śledzili tzw. przejście fazowe wywołane pomiarem, co było rekordowym wyczynem, biorąc pod uwagę liczbę kubitów. Nie to okazało się jednak najciekawsze.
Teleportacja kwantowa jest związana ze zjawiskiem splątania, w którym biorą udział kubity
Ich szczególną uwagę zwrócił bowiem fakt, że najprawdopodobniej doszło do teleportacji kwantowej. O co dokładnie chodzi? Krótko mówiąc, o przeniesienie nieznanego stanu kwantowego z jednej grupy kubitów do drugiej. Dalsze postępy w badaniach poświęconych temu zjawisku powinny znaleźć odzwierciedlenie w rozwoju obliczeń kwantowych.
Co istotne, śledzenie splątania oraz powiązanych z nim zjawisk nie jest łatwe. Z tego względu członkowie zespołu badawczego musieli zastosować kilka trików. Najpierw zmienili kolejność operacji, dzięki czemu wszystkie pomiary były wykonywane na końcu, co redukowało złożoność całego eksperymentu. Poza tym, opracowali nowy sposób pomiaru niektórych cech sieci, wykorzystując w tym celu kubit, który można porównać do sondy. Ta ostatnia pozwalała na wykrywanie szumu, który jest niemile widziany w kwantowym świecie.
Czytaj też: Wzmacniacz kwantowy na wagę złota. To rewolucja, z której skorzysta cały świat
W tym przypadku było odwrotnie, ponieważ szum może dostarczać informacji na temat splątania występującego w danym układzie. Jak wykazały przeprowadzone obserwacje, gdy pomiary były słabsze, a splątanie było bardziej rozpowszechnione, to sonda okazywała się wrażliwa na szum występujący w układzie. Przejście między tymi dwoma wyraźnie kontrastującymi zachowaniami stanowi istotną poszlakę w poszukiwaniach przejścia fazowego wywołanego pomiarami. Jeśli zaś chodzi o wspomnianą teleportację kwantową, to pomiary wszystkich kubitów (poza dwoma znajdującymi się w stanie splątanym) wykazały, iż splątanie między tymi dwoma kubitami było silniejsze. Możliwość generowania splątania indukowanego pomiarami na dużych odległościach stanowi wstęp do teleportacji kwantowej.