Микроволновая телепортация выдержала тепло ✛ ✎

Оригинал: "Quantum teleportation over thermal microwave network"
arXiv:2508.14691 · 2025-08-20 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Квантовый интернет без тотальной заморозки: телепортацию микроволновых сигналов впервые осуществили в «горячем» канале при 4 К.

Квантовые компьютеры на сверхпроводниках работают лишь при экстремальном холоде — почти абсолютном нуле (–273 °C). Охлаждают их установками с редким изотопом гелия. Соединить такие компьютеры обычными проводами — значит впустить тепло, губительное для квантовых состояний.

Учёные применили квантовую телепортацию. Они создали пару запутанных микроволновых сигналов — «близнецов», чьи свойства неразрывно связаны. Один близнец остался в холодильнике, а второго послали по каналу, нагретому до 4 К (в сотни раз теплее, чем схемы, но всё ещё космический холод). Сигнал, мчащийся со скоростью света, достиг цели, и учёные измерили его. В тот же миг первый близнец перенял исходное квантовое состояние — информация перепорхнула из одного холодильника в другой. Точность составила 60–72 %, что намного выше классического предела.

4 К — температура жидкого гелия; для нас обжигающий мороз, для квантовых схем — пекло. Телепортация выдержала.

Тепловой шум, рост энтропии, почти не исказил сигнал. Идею квантовой телепортации ещё в 1993 году предложил Чарльз Беннет. Это открытие означает, что для квантового интернета не нужна тотальная заморозка — достаточно холода только в ключевых узлах.

Рабочие температуры кубитов (милликельвины) в сотни раз холоднее межзвёздного пространства.

В отличие от телепорта из «Звёздного пути», здесь переносится не материя, а квантовое состояние — своего рода «субатомный телефакс».

F(\alpha, \kappa, \zeta) = \frac{2}{\zeta+\kappa+1} \exp\left(-\frac{2(\sqrt{\kappa}-1)^2}{\zeta+\kappa+1} |\alpha|^2\right)
F — точность, α — амплитуда входного состояния, κ — эффективное усиление, ζ — эффективный добавленный шум.
Учёные
Ludwig BoltzmannRudolf ClausiusJacob BekensteinStephen HawkingWolfgang PauliMax Planck
Понятия
криогенное микроволновое измерение квантовая телепортация микроволновый сигнал квантовый перенос тепла милликельвин криостат охлаждение защищённая связь высокотемпературный сверхпроводник температура жидкого гелия сверхпроводящий кубит терморегулирование тонких плёнок рассеяние тепла скейлинг тепловое состояние сверхпроводящая проволока трансмонный кубит трансмон точность распространение ошибок