رایانش کوانتومی نوید آینده‌ای را می‌دهد که در آن فناوری بی‌نهایت سریع‌تر، کارآمدتر و ایمن‌تر خواهد بود. با این وجود، چگونگی کارکرد آن هنوز هم به طور کامل درک نشده است.
مقالۀ مرتبط: تحول علم کوانتوم: این روش امکان ردیابی ذرات کوانتومی را فراهم می‌کند!
اخیراً پژوهشگرانی از دانشگاه وین و انستیتو نورشناخت کوانتومی و اطلاعات کوانتوم (که به اختصار IQOQI نامیده می‌شود) موفق به کشف یک احتمال جدید برای برقراری ارتباط کوانتومی شده‌اند که تا پیش از این ناشناخته بود: یک فوتون واحد می‌تواند هم‌زمان به عنوان فرستنده و گیرنده اطلاعات عمل کند.
مقالۀ مرتبط: فوتون تاریک: در جست‌وجوی دروازه‌ای به سوی دنیای تاریک
مقاله‌ای که چند روز قبل توسط سه تن از فیزیکدانان در ژورنال Physical Review Letters منتشر شده، احتمال برقراری چنین ارتباطی را توضیح می‌دهد. اساس این تکنیک مبتنی بر “بر هم‌نهی کوانتومی” (Quantum superposition) می‌باشد. بر هم‌نهی کوانتومی از اصول پایه‌ای مکانیک کوانتوم است که بیان می‌دارد “ذرات کوانتومی نامشهود می‌توانند در یک لحظۀ معین در چندین مکان حضور داشته باشند”.
محققان نشان داده‌اند اگر دو نفر، آلیس و باب (دو نام معمول برای اشاره به اشیای فرضی در آزمایش‌های مربوط به رایانش کوانتومی)، در فاصله‌ای معین از یک‌دیگر قرار گرفته باشند، تنها می‌توانند از طریق یک فوتون یا هم‌دیگر ارتباط برقرار کنند. بدین مفهوم که آلیس و باب در کنترل فوتونی قرار دارند که خود در وضعیت بر هم‌نهی (حضور در چند نقطه) به سر می‌برد. این دو می‌توانند از طریق فوتون مذکور مقادیر صفر و یک را به یک‌دیگر ارسال کنند. اگر هر دو صفر و یا یک را انتخاب کنند، فوتون در اختیار آلیس قرار می‌گیرد. ولی اگر هر یک داده‌های متضاد را انتخاب نمایند (صفر و یک)، فوتون به باب خواهد رسید. از آن‌جایی که آلیس می‌داند کدام داده را برای ارسال انتخاب کرده، می‌تواند نتیجه بگیرد که باب دادۀ متضاد را در نظر گرفته (تا فوتون را تصاحب نماید).
نحوۀ آزمایش این تئوری در Science News آمده است:
محققان به منظور اثبات ممکن بودن چنین ارتباطی، فوتون‌های تکی را وارد سامانه‌ای متشکل از چندین آینه و ابزار نوری دیگر نمودند. چنین سامانه‌ای فوتون را وارد وضعیت بر هم‌نهی می‌کند، بدین معنی که فوتون را به طور هم‌زمان به دو ایستگاه متفاوت ارسال می‌نماید. این دو ایستگاه همان آلیس و باب هستند.
مقالۀ مرتبط: استفاده از آینه برای بهبود کیفیت فوتون‌ها
پژوهشگران در ادامه با تغییر دادن فاز امواج نوری (نوعی جابه‌جایی که باعث افت نمودن دره و قلۀ امواج می‌شود) توانستند فوتون را در هر یک از دو ایستگاه به یکی از دو مقدار یک و یا صفر رمزگذاری کنند. فوتون مذکور سپس از یک ایستگاه به ایستگاه مقابل فرستاده می‌شد. این فوتون در طول مسیر با خود برهم‌کنش انجام می‌داد؛ درست همانند تداخل امواج آب که ممکن است به تقویت و یا تضعیف برآیند امواج بینجامد. این تداخل بود که تعیین می‌کرد فوتون نهایی به آلیس خواهد رسید و یا نصیب باب خواهد شد.
دلیلی برای عدم کشف تکنیک فوق در گذشته وجود ندارد، شاید دانشمندان به سادگی از کنار آن عبور کرده بود‌ه‌اند. و این فقط یکی از مظاهر جادوی رایانش کوانتومی محسوب می‌شود.
