Kitajska pokazala prenos s kvantno prepletenostjo na razdalji 1200 kilometrov

Kitajski znanstveniki so uspeli izvesti prenos informacije s kvantno prepletenostjo na razdalji 1200 kilometrov, s čimer so za večkrat presegli dosedanji rekord. Pri tem so si pomagali s satelitom, dosežek pa odpira pot k nadaljnjim raziskavam tehnologije, ki obljublja varni prenos šifrirnih ključev.

Kvantna prepletenost je fenomen, ki je dolga leta begal znanstvenike in ga je celo Einstein opisal kot zlovešče delovanje na daljavo (spukhafte Fernwirkung). Kvantno prepleteni delci so namreč od nastanka dalje v superpoziciji kvantnih stanj. Ko stanje enega zmotimo, recimo tako, da ga izmerimo, se superpozicija sesuje in delec zavzame točno določeno stanje. Istočasno se sesuje tudi superpozicija drugega delca, ki je lahko poljubno daleč stran, in ta zavzame stanje, ki je glede na stanje prvega delca popolnoma napovedljivo. Z drugimi besedami, drugi delec je kljub velikanski razdalji takoj "začutil" spremembo prvega in prevzel primerno stanje. Einstein temu ni verjel, a vse od Bellovega eksperimenta vemo, da se je motil. Čeprav se zdi drugače, s kvantno prepletenostjo še vedno ni mogoče prenašati informacij hitreje kot s svetlobno hitrostjo. S tem ko smo spremenili stanje drugega delca, v resnici nismo prenesli nobene uporabne informacije hitreje, kot sta se premikala delca - to pa je v najboljšem primeru s svetlobno hitrostjo.

Je pa kvantna prepletenost uporabna za varen prenos šifrirnih ključev, saj onemogoča prikrito prisluškovanje. Vsaka manipulacija z delci se namreč takoj opazi, kamor sodi tudi prisluškovanje oziroma prestrezanje. Glavni problem pri tovrstnem varnem prenosu na daljavo je vzdrževanje kvantne prepletenosti dovolj časa, saj jo interakcijo z okolico uničijo. Pošiljanje kvantno prepletenih fotonov je zato v optičnih vlaknih omejeno na nekaj sto kilometrov. Kvantni repetitorji utegnejo ta domet povečati, a so večidel še teoretični. Dosežek kitajskih znanstvenikov, ki jim je to uspelo na razdalji 1200 kilometrov je zato zavidanja vreden.

Pomagali so si s satelitom Micius, ki so ga izstrelili avgusta lani. Gre za prvi satelit v 100 milijonov dolarjev težkem programu QUESS (Quantum Experiments at Space Scale). Micius vsebuje kristale in laserje, ki lahko ustvarijo kvantno prepletene fotone. V preizkusu, o katerem pišejo v reviji Science, so kvantno prepletene fotone poslali do merilnikov v mestih Delingha in Lijiang, ki sta oddaljeni 1200 kilometrov. Od praktične uporabe smo oddaljeni še precej, saj so uspeli zaznati le en fotonov na šest milijonov poslanih, a že to je več kot nič.