Произвольное неизвестное квантовое состояние невозможно точно измерить или полностью воспроизвести. Однако квантовая телепортация позволяет точно переносить неизвестные квантовые состояния от одного объекта к другому на большие расстояния без физического перемещения самого объекта.
Междугородная телепортация была признана в качестве фундаментального элемента в таких протоколах, как крупномасштабные квантовые сети и распределенные квантовые вычисления.
Однако предыдущие эксперименты по телепортации между удаленными точками были ограничены расстоянием порядка 100 километров из-за потери фотонов в оптических волокнах или наземных каналах свободного пространства.
Выдающаяся открытая задача для глобального «квантового Интернета»
Значительное расширение диапазон телепортации. Многообещающим решением этой проблемы является использование спутниковой платформы и космической связи, которая может удобно соединять две удаленные точки на Земле со значительно уменьшенной потерей канала, поскольку большая часть пути распространения фотонов находится в пустом пространстве.
Здесь мы сообщаем о первой квантовой телепортации независимых однофотонных кубитов из наземной обсерватории на спутник с низкой земной орбитой — через канал восходящей линии связи — с расстоянием до 1400 км. Для оптимизации эффективности связи и преодоления атмосферной турбулентности в восходящей линии связи разработан ряд методов, в том числе компактный сверхяркий источник многофотонного перепутывания, узкая расходимость пучка, высокоскоростная и высокоточная эквайринг, указывающая , и отслеживание (APT).
Мы демонстрируем успешную квантовую телепортацию для шести входных состояний во взаимно несмещенных основаниях со средней точностью 0,80 +/- 0,01, что значительно превышает классический предел. Эта работа устанавливает первую связь между землей и спутником для верной и сверхдальней квантовой телепортации, что является важным шагом на пути к глобальному квантовому интернету.
