Ранее физикам удавалась телепортация физических объектов, обладающих массой, на значительно более короткие расстояния.
В работе исследователей телепортируемым предметом был кубит – квантовый аналог обычного бита. В отличие от своего классического родственника, кубит может находится с определенной вероятностью одновременно в двух состояниях (так называемая суперпозиция).
При этом, согласно "правилам" квантовой механики, измерение кубита приводит к коллапсу суперпозиции и переходу его в одно из двух состояний обычного бита (ноль или единица).
В качестве кубитов в опыте выступала пара ионов в вакуумных ловушках иттербия, а роли нолика и единички играли два возможных основных состояния этих объектов.
В начале эксперимента состояния ионов были известны. При помощи микроволнового импульса физики записывали информацию на один кубит, то есть переводили его в суперпозицию нуля и единички. Далее при помощи лазерных импульсов ионы приводились в состояние квантовой запутанности.
Запутанность означает, что квантовое состояние одного кубита, оказывается неразрывно связано с состоянием другого.
После этого физики непосредственно проводили телепортацию. Они измеряли состояние первого иона, тем самым "уничтожая" квантовую неопределенность и, следовательно, записанную в кубите информацию.
Далее, зная результаты измерения, физики выясняли, какой микроволновый импульс необходимо применить ко второму иону, чтобы перевести его именно в то квантовое состояние, в котором был первый кубит. Таким образом, квантовая информация оказывалась перемещена на метр.
Согласно канонам научной фантастики, телепортация представляет собой исчезновение (или уничтожение) объекта в одной точке пространства и мгновенное появление его точной копии в другой.
Квантовая телепортация во многом отличается от данной концепции, поскольку для нее необходим классический канал передачи информации. В данном случае, чтобы передать результаты измерения первого иона на аппарат, который импульсом воспроизведет кубит на расстоянии метра.
По словам исследователей, их технология может найти применение при создании квантовых компьютеров, а также сетей для передачи секретной информации.