Побит мировой рекорд квантовой телепортации и новые потрясающие возможности квантовой механики
Привет друзья!
Ранее я писал здесь на тему квантовой телепортации. Но развитие в этом направлении происходит очень быстро и вот поступили новые данные.
Китайские ученые только что побили мировой рекорд по расстоянию телепортации.
Нет, они не переместили ни кого до космического корабля. Точнее сказать, они отправили пакет информации из Тибета на спутник, находящийся на орбите, на высоте 870 миль (1400 километров) над поверхностью Земли.
Проще говоря, ученые отправили на орбиту квантовое состояние фотона (информацию о его поляризации).
Команда ученых не только установила рекорд по дистанции квантовой телепортации, но и продемонстрировала, что можно построить практическую систему для квантовой связи на большие расстояния. Такую систему связи невозможно будет подслушивать без оповещения общающихся пользователей, что сделает общение в Интернете более безопасным.
Эксперименты, подобные этому, делались и ранее, но Говард Уайзман, директор Центра квантовой динамики в Университете Гриффит в Брисбене (Griffith University in Brisbane) в Австралии, заявил, что достигнутый сейчас результат значительно расширяет возможности использования квантовой телепортации.
«Это большой шаг в направлении квантовой коммуникации глобального масштаба».
Спутанные пары
Эксперимент использует одно из нескольких явлений, описывающих квантовую механику: спутывание или «спутанное действие на расстоянии», как это называл Альберт Эйнштейн. Когда две частицы спутаны, они остаются связанными, так что действие, выполняемое на одной частице, влияет и на другую, независимо от того, насколько далеко они друг от друга.
Проще говоря, когда вы измеряете состояние одной частицы в спутанном дуэте, вы автоматически узнаете состояние второй. Физики называют такое состояния «коррелированным», потому что, если одна частица - например, фотон - находится в состоянии «вверх», ее спутанный партнер будет находиться в состоянии «вниз» - своего рода зеркальное отражение. (Строго говоря, существует четыре возможных сочетания двух частиц).
Поразительность явления состоит в том, что как только состояние первой частицы измеряется, вторая как-то «знает», в каком состоянии она должна быть. Информация, кажется, перемещается мгновенно, без ограничения скорости света.
Телепортация
В июне те же исследователи сообщили о другом достижении в квантовой телепортации: они отправили спутанные фотоны со спутника Micius на две наземные станции на расстояниях между 994 и 1490 милями (1600 и 2400 км) в зависимости от местоположения спутника на его орбите , Хотя этот эксперимент показал, что спутывание может происходить на больших расстояниях, новый эксперимент установил, что это спутывание возможно использовать для передачи квантового состояния фотона на очень длительные расстояния.
В своем последнем эксперименте китайская команда во главе с Джи-Ган Женом из Университета науки и техники в Шанхае выпустила лазер с наземной станции в Тибете на спутник, находящийся на орбите.
Этот лазерный луч переносил фотон, спутанный с другим фотоном на земле. Затем они спутали фотон на земле с третьим фотоном и измерили их квантовые состояния. Ученые фактически выясняли, являются ли их состояния (в данном случае их вертикальная или горизонтальная поляризация) одинаковыми или разными. Возможны четыре комбинации: вертикально-вертикальная, вертикально-горизонтальная, горизонтально-вертикальная и горизонтально-горизонтальная.
Поскольку состояния частиц на земле коррелировали с состояниями на спутнике, наблюдатель, за фотоном, находящимся на спутнике, тем временем знал, в каком положении должен находиться этот фотон, согласно корреляции с двумя спутанными фотонами, находящимися на земле.
Действительно квантовая механика открывает нам множество чудесных явлений. И сложно даже представить, какие возможности открываются перед нами с развитием в данном направлении.
