Polovodičové kvantové tečky. Kredit: M. Reindl, Johannes Kepler Universität Linz.

Odborníci i mnozí další lidé se velice zajímají o vývoj kvantové komunikace. Z pohledu dnešní doby jsou kvantové sítě nehacknutelné a neodposlouchávatelné, i když je samozřejmě otázkou, jak jim tyhle vysněné vlastnosti vydrží, až budou skutečně v provozu. Jen blázen by si myslel, že hackeři pokrčí rameny a půjdou zahradničit.

Marcus Reindl. Kredit: JKU Linz.

Nicméně abychom mohli zprovoznit kvantovou komunikaci, tak ještě zbývá vyřešit nemalé technické překážky. Jednou z nich je nesnadné zesilování kvantových signálů. Jedním z možných řešení je generovat potřebné fotony kvantovým opakovačem (quantum repeater). Takový postup přitom umožňuje efektivní komunikaci při vysokém hodinovém taktu zařízení.

Marcus Reindl z rakouské Johannes Kepler Universität Linz a jeho spolupracovníci nedávno úspěšně zvládli teleportaci fotonů, které podle potřeby generují polovodičové kvantové tečky. Jejich výzkum, který přispěje k vývoji budoucích kvantových komunikačních sítí, publikoval časopis Science Advances.

Zařízení pro teleportaci fotonů z kvantových teček. Kredit: Science Advances (2018).

Dosavadní výzkum sice potvrzoval, že polovodičové kvantové tečky mohou být použity k teleportaci fotonů, ale jenom za specifických podmínek. A tyto podmínky vylučovaly aplikace s fotony generovanými podle potřeby. Proto zatím s polovodičovými kvantovými tečkami pro tyto technologie nikdo moc nepočítal.

Reindl a spol. si s tím poradili díky tomu, že vytvořili vysoce symetrické kvantové tečky, procesem zvaným kaskáda XX (biexciton)–X (exciton). Systém s těmito kvantovými tečkami na požádání produkuje jednotlivé fotony, které lze použít pro teleportaci. První experimenty ukazují, že by tento postup mohl mít využití v širokém spektru aplikací. Funguje to s kvantovými tečkami o různém složení. Badatelé ale přiznávají, že zbývá dost práce, než bude teleportace s fotony generovanými podle potřeby kvantovými tečkami použitelná pro praktické technologie. 

Literatura
Science X Network 17. 12. 2018, Science Advances 4: eaau1255.