Kvantne informacije su moćna tehnologija za povećanje količine informacija koje se mogu bezbedno obraditi i preneti. Korišćenje kvantne prepletenosti za bezbednu distribuciju tajnog kvantnog stanja među više strana je poznato kao „deljenje kvantnog stanja“.
Važan protokol u kvantnim mrežama i kriptografiji, deljenje kvantnog stanja funkcioniše ovako (jednostavnim rečima): tajno kvantno stanje se deli na n deonica i daje n igrača. Tajno stanje se može rekonstruisati samo ako k (gde je k>n/2) igrača sarađuje, dok preostalih n-k igrača ne mogu pristupiti informacijama. Ovaj protokol se takođe može koristiti za kvantnu korekciju greške, omogućavajući rekonstrukciju tajnog stanja čak i ako se neke informacije izgube.
U kvantnoj informaciji postoje dve vrste sistema: diskretni promenljivi i kontinuirani promenljivi sistemi. Diskretni promenljivi sistemi su dobri jer ne gube informacije lako, dok su sistemi sa kontinuiranim varijablama dobri jer su generisanje i obrada kvantnih stanja deterministički, a ne probabilistički, što omogućava visok stepen preciznosti.
Jedna stvar koju su ljudi pokušali da urade sa kontinuiranim varijabilnim sistemima je da dele kvantna stanja (informacije) između različitih mesta. Ali da bi to uradili, oni moraju da koriste tehniku koja se zove električni feedforvard, koja uključuje pretvaranje signala između električnih i optičkih oblika. Nažalost, ova tehnika ograničava propusni opseg procesa deljenja kvantnog stanja.
Potpuno optički protokol za deljenje kvantnog stanja obećava način deljenja kvantnih informacija pomoću svetlosti, bez pretvaranja u električne signale. Ovaj protokol je predložen teoretski, ali još uvek nije implementiran jer je teško kontrolisati šum koji je prirodno prisutan u pojačanom izlaznom stanju određenih tipova optičkih uređaja.
Kako je objavljeno u Advanced Photonics, istraživači sa East China Normal Universiti su nedavno uspešno implementirali takav sistem. Koristili su pojačalo sa niskim nivoom buke koje je zasnovano na četvorotalasnom procesu mešanja da bi zamenili električni uređaj za preusmeravanje.
Sa ovom novom metodom, mogli su da dele kvantna stanja između dva ili više igrača, pri čemu bilo koja dva igrača mogu da rade zajedno da bi preuzeli tajno stanje dok ostali igrači ne dobijaju ništa. Oni su testirali tri različite strukture rekonstrukcije i otkrili da je prosečna vernost svih struktura bila 0,74 ±0,03, što je bolje od klasične granice od 2/3. Takođe su potvrdili da se ovaj novi metod može koristiti u okviru određenog opsega propusnog opsega.
Prema odgovarajućem autoru Jietai Jingu, profesoru Državne ključne laboratorije za preciznu spektroskopiju Univerziteta East China Normal, „Ova studija ima za cilj da eliminiše ograničenje propusnog opsega procesa deljenja kvantnog stanja u sistemu kontinuirane promenljive. Eksperimentalni rezultati pružaju potpuno optičku platformu za implementaciju potpuno optičkog deljenja kvantnog stanja.“ On dodaje: „Ovo istraživanje utire put za izgradnju potpuno optičke širokopojasne kvantne mreže.“
