Μια κβαντική πράξη εξαφάνισης θα μπορούσε να καταστήσει δυνατή την ενσωμάτωση ασφαλών μηνυμάτων σε ολογράμματα και την επιλεκτική διαγραφή τμημάτων τους ακόμη και μετά την αποστολή τους.
Τα κβαντικά φωτεινά σήματα είναι εγγενώς ασφαλείς φορείς πληροφοριών, καθώς η υποκλοπή των μηνυμάτων τους καταστρέφει τις εύθραυστες κβαντικές καταστάσεις που τα κωδικοποιούν. Για να επωφεληθούν από αυτό το πλεονέκτημα χωρίς να χρειάζεται να χρησιμοποιούν ογκώδεις συσκευές, ο Jensen Li από το Πανεπιστήμιο του Exeter στο Ηνωμένο Βασίλειο και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν μια μεταεπιφάνεια, ένα υλικό 2D που έχει κατασκευαστεί ώστε να έχει ειδικές ιδιότητες, για να δημιουργήσουν κβαντικά ολογράμματα.
Τα ολογράμματα κωδικοποιούν σύνθετες πληροφορίες που μπορούν να ανακτηθούν όταν φωτίζονται – για παράδειγμα, μια 2D ολογραφική χάρτινη κάρτα αποκαλύπτει 3D εικόνες όταν το φως πέφτει πάνω της υπό τη σωστή γωνία. Για να φτιάξουν ένα κβαντικό ολόγραμμα, οι ερευνητές κωδικοποίησαν πληροφορίες σε μια κβαντική κατάσταση ενός σωματιδίου φωτός, ή φωτονίου.
Αρχικά, χρησιμοποίησαν ένα λέιζερ για να κάνουν έναν ειδικό κρύσταλλο να εκπέμψει δύο φωτόνια που ήταν άρρηκτα συνδεδεμένα μέσω κβαντικής διεμπλοκής. Τα φωτόνια ταξίδεψαν σε ξεχωριστές διαδρομές, με μόνο το ένα να συναντά τη μεταεπιφάνεια κατά τη διάρκεια της διαδρομής. Χιλιάδες μικροσκοπικά στοιχεία στη μεταεπιφάνεια, όπως νανομεγέθεις κορυφογραμμές, άλλαζαν την κβαντική κατάσταση του φωτονίου με προσχεδιασμένο τρόπο, κωδικοποιώντας σε αυτό μια ολογραφική εικόνα.
Το φωτόνιο-σύντροφος συναντούσε ένα πολωμένο φίλτρο, το οποίο έλεγχε ποια μέρη του ολογράμματος αποκαλύπτονταν – και ποια εξαφανίζονταν. Η κατάσταση του πρώτου φωτονίου ήταν μια υπέρθεση ολογραμμάτων, οπότε περιείχε ταυτόχρονα πολλές πιθανές παραλλαγές του μηνύματος. Επειδή τα φωτόνια ήταν περιπλεγμένα, η πόλωση του δεύτερου επηρέαζε την εικόνα που δημιουργούσε το άλλο όταν προσέκρουε σε μια κάμερα. Για παράδειγμα, το δοκιμαστικό ολόγραμμα περιείχε τα γράμματα H, D, V και A, αλλά η προσθήκη ενός φίλτρου για οριζόντια πολωμένο φως διέγραψε το γράμμα H από την τελική εικόνα.
Ο Jensen Li, παρουσιάζοντας την εργασία του στο συνέδριο SPIE Optics + Photonics στο Σαν Ντιέγκο της Καλιφόρνια, τόνισε ότι «η μεταεπιφάνεια θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την κωδικοποίηση πιο περίπλοκων πληροφοριών στα φωτόνια, για παράδειγμα ως μέρος ενός πρωτοκόλλου κβαντικής κρυπτογραφίας».
«Το όνειρο όλων είναι να δούμε όλη αυτή την κβαντική τεχνολογία που απλώνεται σε πολλά τετραγωνικά μέτρα σε ένα τραπέζι να είναι αρκετά συμπαγής ώστε να χωράει στο smartphone σας. Οι μεταεπιφάνειες φαίνεται να είναι ένας καλός τρόπος για να προχωρήσουμε [σε αυτό]», λέει ο Andrew Forbes από το Πανεπιστήμιο του Witwatersrand στη Νότια Αφρική. Κβαντικά ολογράμματα όπως αυτά του νέου πειράματος θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την απεικόνιση μικροσκοπικών βιολογικών δομών στην ιατρική, που είναι ένας ταχέως αναπτυσσόμενος τομέας, καταλήγει ο ίδιος.
