Дик Боувмеестр, Ян-Вей Пан, Клаус Маттл, Манфред Эйбл, Гарольд Вайнфуртер, Антон Цайлингер
(Dik Bouwmeester, Jian-Wei Pan, Klaus Mattle, Manfred Eibl, Harald Weinfurter, Anton Zeilinger $)^{1}$
Экспериментально демонстрируется квантовая телепортация – передача состояния квантовой системы на произвольное расстояние. Во время телепортации производится такое измерение начального поляризованного фотона и одного из пары скрещенных фотонов, в результате которого второй из скрещенных фотонов приобретает поляризацию начального. Этот фотон может удалиться на произвольное расстояние от начального. Квантовая телепортация может стать существенной частью квантовых вычислительных сетей.

Мечта телепортации – способность к путешествиям с помощью простого появления в некотором отдаленном от начального месте. Подлежащий телепортации объект можно полностью охарактеризовать его свойствами, которые в классической физике можно определить с помощью измерений.

Для того, чтобы получить копию объекта на удаленном расстоянии, не обязательно разбирать его на части – достаточно послать подробную информацию, с помощью которой можно реконструировать объект. Однако насколько точно копия будет совпадать с оригиналом? Что, если части объекта – это электроны, атомы и молекулы? Что случится с их индивидуальными квантовыми свойствами, которые по принципу Гейзенберга нельзя измерить с произвольной точностью? Беннетт и его соавторы [1] предположили, что можно перенести квантовое состояние
${ }^{1}$ Institut für Experimentalphysik, Universität Techikerstr. 25 A-6020 Innsbruck, Austria.
(C) Nature. vol. 390, 1997.
Перевод О.А.Хрусталева.
частицы на другую частицу – это будет процессом квантовой телепортации – не получая никакой информации об этом состоянии во время такого преобразования. Это можно сделать, используя скрещенные состояния – существенную особенность квантовой механики [2]. В таких состояниях частицы подвержены более сильным, чем классические, корреляциям. Возможность передачи квантовой информации – один из краеугольных камней, поддерживающих здание квантовой коммуникации и квантовых вычислений [3]. Несмотря на быстрый прогресс в теоретическом описании процессов квантовой информации, трудности управления квантовыми системами не позволяли достичь таких же успехов в экспериментальной реализации новых предложений. Кроме многообещающего развития квантовой криптографии [4] (возможно, первого надежного способа передачи секретных посланий), существует лишь совсем недавняя успешная демонстрация квантового плотного кодирования [5], квантово-механического усиления сжатия данных. Главная причина медленного экспериментального прогресса состоит в том, что хотя существуют методы получения скрещенных фотонов [6], скрещение атомов продемонстрировано совсем недавно [7] и неясно, как получить скрещенные состояния более чем двух фотонов.

Мы сообщаем о первой экспериментальной проверке возможности квантовой телепортации. Создавая пары скрещенных фотонов в результате параметрического преобразования и используя при анализе скрещения методы двухфотонной интерферометрии, можно перенести квантовое свойство (в нашем случае – состояние поляризации) с одного фотона на другой. Развитые в этом эксперименте методы будут иметь важное значение для квантовых коммуникаций и будущих опытов по проверке основ квантовой механики.