Teleportaation aikaansaamiseksi rakennettu laitteisto on melkoisen mutkikas.
Teleportaation aikaansaamiseksi rakennettu laitteisto on melkoisen mutkikas.

Kaukosiirrossa onnistuttiin säilyttämään valon aaltopaketin  Schrödingerin kissoiksi kutsutut kvanttitilat ensimmäistä kertaa.

Kvanttitietokone on jälleen hiukan lähempänä, kun kaukosiirrossa onnistuttiin säilyttämään valon aaltopaketin  Schrödingerin kissoiksi kutsutut kvanttitilat ensimmäistä kertaa.

Kvanttitietokoneet mullistaisivat nopeudellaan koko tietojenkäsittelyn. Klassisen tietokoneen bittien nollan ja ykkösen sijaan kvanttitietokone käyttää kubitteja, joka voivat olla nolla ja ykkönen tai niiden superpositio: olla yhtä aikaa sekä nolla että ykkönen, minkä vuoksi kone voi suorittaa monta laskutoimitusta rinnakkain.

Käytännössä kubitit voisivat olla atomien tai fotonien kvanttitiloja.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Kvanttimekaniikan mukaan hiukkanen voi olla samanaikaisesti kahdessa tilassa. Tätä havainnollistetaan usein Schrödingerin kissaksi kutsutulla ajatuskokeella. Sveitsiläisfyysikko pohti, miten laatikkoon suljettu kissa olisi yhtä aikaa sekä elossa että kuollut, siis elävän ja kuolleen superpositio.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Schrödingerin kissa on antanut nimensä myös kvanttilaskennassa käytettävien kubitien kuvailemiseeen. Kun kubitit ovat ”kissan tilassa”, tapahtuu superpositio eli kubit on yhtä aikaa sekä nolla että ykkönen. Yksinkertaisia kvanttitiloja ovat niin sanotut Gaussin tilat.

Science-lehdessä julkaistussa artikkelissa Tokion yliopiston fyysikot kertovat onnistuneensa säilyttämään valon aaltopaketin Schöringerin kissan tilat ensimmäistä kertaa teleportaatiossa.

Teleportaatiossa eli kaukosiirrossa valofotoni tai hiukkanen onnistutaan siirtämään paikasta A paikkaan B ilman, että se on olemassa näiden välillä. Kvanttiteleportaatio olisi tulevan kvanttitietokoneen tiedonsiirtomekanismi.

Esimerkiksi hiukkasia ja fotoneja on onnistuttu kaukosiirtämään jo pitkään. Kvanttilaskennan kannalta harmillista on kuitenkin se, että niiden kvanttitilat – nuo varsinaiset tiedonsiirtäjät – ovat hyvin herkkiä. Käytännön kokeissa elektronin tai fotonin kvanttitilat muuttuvat helposti.

Aiemmin teleportaatiolla on onnistuttu säilyttämään vain yksinkertaisia kvanttiloja eli Gaussin tiloja. Ne yksistään eivät kuitenkaan tuottaisi tehokasta kvanttitietokonetta, koska monimutkaisemmat toiminnot hyödyntävät nimenomaan superpositiotiloja.

Tutkijoiden mukaan heidän kehittämänsä laitteisto avaa uuden oven optiikkaan perustuvan kvanttitiedonsiirron kehittämiselle. Aiemmissa tutkimuksissa on tultu siihen tulokseen, että juuri Schrödingerin kissa –kvanttitilat sopisivat nopeaan ja häiriöttömään kvanttilaskentaan.

Lue myös artikkeli Teleportaatio vauhdittaa kvanttitietokonetta Tiede-lehdestä 9/2009.

Sisältö jatkuu mainoksen alla