Пока ученые придумывают всё новые способы создания квантовых компьютеров, не менее интересный с научной точки зрения феномен, квантовые точки, могут найти себе применение в телепортации – разумеется, тоже в квантовой. Напомним, что под термином «квантовая телепортация» подразумевается передача квантового состояния материи (в частном случае – отдельных атомов) в виде не совсем материального электромагнитного излучения (а именно – в виде фотона с определенной энергией, фазой и поляризацией). Помимо чисто научной ценности, данный вид исследовательской деятельности также очень важен для уже нашедшей практическое применение квантовой криптографии.
Ученые из сингапурского Наньянгского Технологического Университета сообщают о результатах теоретического исследования свойств полупроводниковых квантовых точек – наноскопических объектов, содержащих, тем не менее, до нескольких тысяч атомов. Однако, в силу того, что их волновые функции в квантовых точках ограничены, эти тысячи атомов ведут себя подобно единичному атому, в то же время, предоставляя более удобный для экспериментов класс объектов (классические эксперименты с единичными атомами чаще всего проводятся с использованием магнитных ловушек).
Исследователи описали процесс перенос квантового состояния одной точки в другую, а также зависимость «перепутывания» состояний от «качества» телепортации. Напомним, что «перепутанные» квантовые состояния обладают общей волновой функцией, вследствие чего манипуляции над одним состоянием ведут к модификации другого (именно этот принцип является ключевым в квантово-криптографических системах). Ученые показали, что при увеличении степени «перепутанности» состояний двух квантовых точек «качество телепортации» должно будет упасть, что, в общем-то, вполне объяснимо – когда оба состояния идентичны, передавать что-либо между двумя квантовыми точками уже не нужно.
И хотя данная работа является теоретической, исследователи, тем не менее, привели свои соображения по поводу того, как можно создавать подобные квантовые точки с применением технологий самосборки при комнатной температуре. Что также очень важно, ученые оценили такой параметр, как время декогенертизации и полагают, что полупроводниковые квантовых точки вполне могут функционировать как элементы квантового компьютера, при комнатной температуре. Впрочем, окончательный ответ на вопрос – хорошо это или плохо для квантовых вычислений и криптографии, даст только эксперимент.