通信波長光子から固体量子メモリーへの量子テレポーテーション

量子テレポーテーションは、量子リピーターを使った量子情報の長距離伝送などの重要な課題において不可欠であるため、量子情報科学の基礎になっている。量子情報の長距離伝送には、量子もつれをネットワークの離れたノード間に効率的に分配する必要がある。今回我々は、固体量子メモリーの状態への通信波長光子の偏光状態の量子テレポーテーションを実証している。量子もつれは、単一光子を蓄積する希土類イオンをドープした結晶と、その光子と偏光もつれした飛行する通信波長光子の間で確立される。後者は、テレポートされるもう1つの飛行する偏光量子ビットと一緒に測定され、この測定結果がテレポーテーションを伝令する。メモリーから読み出された量子ビットの忠実度は、2つの飛行する量子ビットが標準的光ファイバーの中を飛ぶ距離があわせて25 kmという場合でさえも、もつれなしに達成可能な最大忠実度よりも高いことが示されている。今回の結果は、固体リソースでの長距離量子ネットワークの可能性を立証している。