Varem võimatuks peetud saavutus ei tähenda, et inimesed hakkavad peagi hommikul kodust tööle teleportima. Samuti ei võimalda see veebist kiiremini kassivideoid alla tõmmata. Küll aga kujutab võimekus olemasolevas taristus kvantolekuid liigutada tohutut edusammu kvantarvutivõrgu suunas. Samuti annab saavutus hoogu tugevamate krüpteerimislahenduste ja võimsamate seiretehnoloogiate loomiseks, vahendab ScienceAlert.

Uuringu juhtivautori ja Northwesterni Ülikooli arvutiinseneri Prem Kumari sõnul sillutab tema ja kolleegide töö teed järgmise põlvkonna veebile. Tulevikus saaks kvant- ja klassikaline arvutivõrk olla Kumari sõnul lõimitud ühte ja samasse valguskaablitaristusse.

Nagu "Star trekis"

Kvantolek kirjeldab osakeste, sh footonite omadusi. Muu hulgas kätkeb see endas infot näiteks valgusosakeste energia, polarisatsiooni ja teiste omaduste kohta. Nende omaduste ühest kohast teise saatmine ehk kvantteleportatsioon ei hõlma aga füüsiliste kehade, näiteks inimeste, liigutamist. Selle asemel kopeeritakse ühe osakese kvantolek teisele osakesele, mis võib asuda kaugel. See on võimalik tänu kvantpõimumisele, kus kaks osakest on omavahel piltlikult seotud ja jagavad sama kvantolekut.

Nõnda meenutab kvantteleportatsioon mõneti sarjas "Star trek" nähtut, kus reisijaid liigutati hajuvate ja tekkivate kummitustena silmapilkselt ühest aegruumi punktist teise. Selle käigus jäädvustati piltlikult objekti kõik omadused, misjärel objekt hävitati ning projitseeriti esimese objekti kvantolek uuele samaväärsele objektile.

Prem Kumari tehtud katses kasutas töörühm erilist kristalli, milles tekitati laserimpulsi abil kaks põimunud footonit. Lisaks lõikasid nad kasu Sagnaci tsüklist, millega kindlustasid, et loodud valgusosakeste polarisatsioon oli täpselt vastupidine.

Katse viidi läbi kolmes sõlmpunktis: Alice, Bob ja Charlie. Alice'i sõlmpunktis lõid teadlased footoni, mille kvantolekut soovisid teleporteerida. Seejärel saatsid nad footoni läbi fiiberoptilise kaabli Charlie sõlmpunkti, kus põimisid selle kokku Bobi sõlmpunktist saadetud footoniga. Põimumise tulemusena suutsidki nad edastada Alice'i footoni kvantoleku Bobi footonile, misjärel Alice'i footon hävis.

Tegu oli esimese korraga, kui kvantteleportatsiooni suudeti edukalt teha interneti kaudu. Varem pole suudetud seda teha mitmel põhjusel. Esiteks on kvantolek äärmiselt habras. Keskkonnaga mingilgi viisil vastastikmõjju astudes, kaotab valgusosakese kvantolek oma kvantomadused ja muutub klassikaliseks. Samal ajal on internetivõrk täis müra, mida põhjustavad muu hulgas elektromagnetilised signaalid ja soojus. See müra häirib kvantsignaale ja raskendab nende edastamist. Peale selle on kvantsignaalid väga nõrgad.

Uues teadustöös kindlustas autorite edu mitu tehnikat. Hakatuseks kasutasid nad kvantoleku edastamiseks lühema lainepikkusega infrapunavalgust kui taolistes kvanteksperimentides tavaks. See oli müra suhtes vähem vastuvõtlik. Samuti võttis töörühm müra vähendamiseks appi spetsiaalsed filtrid, mis eemaldasid kõik mittevajalikud signaalid ja lasid läbi ainult kvantsignaalid. Peale selle tuvastasid nad korraga mitu footonit, mis aitas kvantsignaale mürast eristada ja parandas katse usaldusväärsust.

Eelnevalt on teised teadlasrühmad suutnud samuti kvantinformatsiooni klassikalistes andmevoogudes edukalt edastada. Senised katsed on toimunud aga internetisimulatsioonis ehk virtuaalinternetis. Kumari töörühm suutis teleporteerida kvantolekut edukalt ehtsas internetivoos. 

Iga uus edusamm kvantuuringute vallas viitab, et varem või hiljem saab valmis ka kvantinternet. Kui see juhtub, on arvutiinseneride päralt uhiuus tööriistakast. See võimaldaks maailma mõõta, seirata, krüpteerida ja arvutada enneolematu tõhususega, ilma et internetti kui sellist oleks vaja uuesti leiutada. 

Kumari sõnul suudab kvantteleporteerimine pakkuda geograafiliselt kaugete punktide vahel turvalist kvantühendust. Küll aga on tema sõnul kõlanud palju kahtlusi, kas keegi vaevuks valgusosakestele päris uut taristut ehitama. Nüüd on Kumari sõnul selge, et kui valida õige lainepikkus, sobib kvantinterneti toiminguteks ka klassikaline võrk.

Praegu kasutatakse kvantteleportatsiooniks siiski veel väga aeglast ja ebatõhusat protsessi. Lisaks on vaja lahendada probleeme seoses kvantsignaalide stabiilsusega ja müra vähendamisega.

Uurimus ilmus ajakirjas Optica.