Naukowcy Max Planck Institute of Quantum Optics (MPQ) dokonali przełomu w kwantowej komunikacji. Zbudowali pierwszą, prostą sieć kwantową, która umożliwia wymianę informacji między pojedynczymi atomami za pośrednictwem kwantów światła, fotonów. Doniesienia w tej sprawie opublikowało w najnowszym numerze czasopismo "Nature". Sukces ten może przyspieszyć prace nad budową kwantowych komputerów.
Budowa sieci kwantowych daje nadzieje na stworzenie bezpiecznych łączy komputerowych, które uniemożliwią przechwycenie danych. Informacje przekazywane w sposób kwantowy są niezmiernie wrażliwe, nie można ich skopiować. Do ich przesyłania potrzebne są jednak szczególne węzły, umożliwiające przetwarzanie informacji na postać kwantową i odwrotnie. Takie węzły muszą zapewnić odpowiednio silne oddziaływanie między atomem a fotonem.
Naukowcy z MPQ zrealizowali właśnie projekt, w którym pojedynczy atom zostaje umieszczony w pułapce optycznej, między dwoma zwierciadłami. Utrzymuje się go tam przy pomocy wiązki lasera. Foton emitowany przez taki atom może być w kontrolowany sposób skierowany do kolejnego węzła. Z kolei foton wpadający do pułapki może się odbić od zwierciadeł kilka tysięcy razy, co znacznie zwiększa jego oddziaływanie z atomem i umożliwia jego pochłonięcie.
Badaczom udało się w takim układzie przechować informację pochodzącą od jednego fotonu i po określonym czasie przekazać ją dalej z pomocą innego fotonu. W dalszym etapie eksperymentu przekazano informację między dwiema takimi pułapkami, oddalonymi od siebie o 21 metrów i połączonymi 60-metrowym światłowodem.
Atom A "przechowuje" informację w postaci superpozycji dwóch stanów energetycznych. Emitowany pod wpływem impulsu lasera foton "przenosi" ją w postaci swej polaryzacji. Po pochłonięciu fotonu przez atom B, informacja zapisuje się w postaci superpozycji jego stanów energetycznych. Atom A jest wtedy gotowy do pochłonięcia kolejnego fotonu z informacją, atom B zaś może przekazać informację do kolejnego węzła za pośrednictwem nowego emitowanego fotonu.
