Физикам из Токийского университета и Университета Йорка в Великобритании впервые удалось реализовать квантовое телеклонирование лазерного луча. Эти эксперименты создают принципиально новый инструмент для квантовых информационных технологий. Авторы утверждают, что их метод основан на хитром «запутывании» не двух и не трех, а в некотором смысле промежуточного количества квантовых частиц.

Это сообщение способно удивить даже физиков, привыкших к странностям квантовой теории. Хорошо известна фундаментальная теорема о принципиальной невозможности клонирования неизвестного квантового состояния (No cloning theorem). Она, по сути дела, вытекает из принципа неопределенности Гейзенберга, который гласит, что пару сопряженных параметров квантовой частицы (например, координату и импульс) нельзя измерить одновременно. Если бы создание копий квантовых состояний было возможным, то разные параметры можно было измерить по отдельности у копий и тем самым нарушить этот фундаментальный принцип. Квантовое состояние можно только телепортировать — передать другой частице даже на расстоянии, но при этом полностью разрушив состояние первой.

Принципиальная невозможность квантового клонирования лежит в основе протоколов квантовой криптографии, которые уже готовы к коммерческому использованию, и ряда других технологий. Что же, теперь все это рухнет? Ничего подобного. Японским ученым впервые удалось подобраться значительно ближе, но лишь к квантовым границам возможного, выполнив за один шаг клонирование и телепортацию квантового состояния. С помощью весьма замысловатой аппаратуры они расщепили лазерный луч на пару похожих, но все же отличающихся друг от друга лучей. Отличаются квантовые состояния клонированных лучей и от состояния исходного. Согласно квантовой теории, предельная точность клонирования может достигать 66% процентов, а в эксперименте удалось получить пока 58%. Но и это очень неплохой результат, который заметно выше классического предела.