Новости из мира высоких технологий
<p itemscope itemtype="http://schema.org/ImageObject"> <p align="center"><img src="//s.mediasole.ru/images/727

Квантовая телепортация: все, что вы хотели узнать, но боялись спросить



В прошлом месяце произошло сразу два интересных события в сфере квантовых технологий: китайские ученые телепортировали фотоны света с наземной станции на космический спутник и прошла ежегодная конференция ведущих экспертов квантовой физики в Москве. Изданию Business Insider удалось поймать на ней доктора Юджина Ползика из Института Нильса Бора, одного из ведущих специалистов квантовой телепортации, и расспросить его по самым разным вопросам, включая о выдающемся успехе его китайских коллег.

«Телепортации подобного рода проводились в лабораторных условиях начиная еще с 1997 года, однако китайским ученым удалось достичь этого удивительного технологического эффекта при большом расстоянии», — отметил Ползик.

В 2012 году команда европейских ученых успешно телепортировала фотоны между двумя Канарскими островами. Между передающим и принимающим устройствами расстояние составляло 141 километр. Китайским же исследователям удалось побить этот рекорд в июле, когда они успешно телепортировали фотоны на расстояние более 500 километров.

Мы давно мечтаем о подобной технологии из «Звездного пути», хотя наша интуиция всегда говорила о том, что телепортация в принципе невозможна. Однако физика нашего реального мира, в котором мы ежедневно пребываем, мало похожа на физику мира квантов. Здесь законы падающего камня с обрыва скалы и управляющие электронами и отдельными фотонами света полностью отличаются от того, что мы привыкли видеть. Поэтому в таком причудливом мире возможно практически все, в том числе и телепортация. На как во всем этом разобраться? Начать следует с квантовой запутанности.

Что такое квантовая запутанность?

Иногда две квантовые частицы оказываются зеркально связанными. Чтобы ни происходило с одной из этих частиц, то же самое будет происходить и с другой. Даже если они разделены большими расстояниями. Они по-прежнему остаются двумя отдельными объектами, но при этом являются идентичными во всем. Когда две частицы разделяют между собой свои состояния, то такие частицы называются запутанными.

«Предположим, я создал пару запутанных фотонов», — объясняет Ползик.

«Я оставляю один у себя, а другой отправляю с помощью лазера на находящийся на орбите космический спутник, надеясь на то, то фотон достигнет точки назначения. Телепортацию можно считать успешной только при разделении состояния запутанности двух фотонов между передающей и получающей станциями».

Основная техническая сложность процесса телепортации заключается в передаче фотона на некое расстояние от запутанной частицы-партнера. В случае с китайским экспериментом, один фотон находился в лаборатории на Земле, а второй был успешно отправлен к орбитальному спутнику. Изменения, произошедшие с фотоном на Земле в рамках манипуляций ученых, отразились также и на фотоне, находящемся в космосе, – это и есть квантовая телепортация в чистом виде.

Как понять, получил ли спутник нужный фотон, а не какую-то случайную частицу света?

Сделать это относительно просто благодаря процессу, называемому спектральной фильтрацией. Он позволяет ученым определить и проследить за отдельными фотонами света, маркируя их уникальным идентификационным номером.

«Вам известна частота фотона, который вы посылаете, вам известна его направленность. Спутник направлен на источник отправки, располагающийся на Земле. Если вы располагаете очень хорошим оптическим оборудованием с обоих сторон, то эта оптика видит исключительно источник, и ничего больше», — продолжает объяснение Ползик.

Метод спектральной фильтрации безразличен к «шуму» в виде других фотонов. Например, при проведении того же эксперимента на Канарских островах передача проводилась при ясном солнечном небе.

Происходила передача миллионов фотонов на спутник, но до точки назначения добрались только 900. Почему?

Чем дальше вы пытаетесь отправить запутанный фотон, тем менее эффективным становится этот процесс. Более того, атмосфера Земли находится в постоянном движении, поэтому потерять фотоны на их пути следования в открытый космос проще простого.

«Даже если бы там не было атмосферы, вам по-прежнему необходимо фокусировать луч света, чтобы он был направлен на спутник. Если посветить лазерной указкой на ладонь, то точка света будет маленькой, но стоит только удалить лазер, и точка становится больше – это закон дифракции», — говорит Ползик.

С земли свету довольно сложно пробиться к космосу (к оптическому приемнику, установленному на орбитальный спутник). Он сильно искажается, поэтому большинство фотонов просто уходит в никуда.

«Добиться успешной телепортации можно лишь на очень коротком промежутке времени. В общем смысле это очень непрактично, но тем не менее способы применения данной технологии можно найти», — продолжает Ползик.

Квантовая телепортация – это возможность мгновенной передачи данных?

Не совсем. Телепортируемые объекты не исчезают, а затем вновь появляются где-то еще. Ученые используют состояние запутанности для передачи информации о квантовом состоянии одного фотона на другой. Без этой информации фотону придется физически преодолевать всю дистанцию между передатчиком и приемником. И опять же, информация не передается мгновенно. Такое возможно только тогда, когда отправитель проводит измерение квантового состояния своего фотона, тем самым изменяя состояния фотона на приемнике. Из-за квантовой запутанности по сути один фотон «становится» другим фотоном.

Так для чего все это нужно?

Квантовая телепортация способна доказать концепт возможности создания сверхзащищенной мировой коммуникационной сети. Как ключ, открывающий замок, сообщение переданное по квантовой сети достигнет только того адресата, который обладает правильно запутанным фотоном, который позволит это сообщение получить и прочитать.

Альберт Эйнштейн однажды назвал квантовую запутанность «жутким дальнодействием», но это дальнодействие является фундаментальным компонентом, благодаря которому все работает. И однажды он может стать драйвером нашего безопасного общения в будущем.


Источник: Квантовая телепортация: все, что вы хотели узнать, но боялись спросить
Опубликовал:
Теги: технологии Будущее Квантовая запутанность Телепортация Атмосфера Вопрос

Комментарии (0)

Сортировка: Рейтинг | Дата
Пока комментариев к статье нет, но вы можете стать первым.
Написать комментарий:
Напишите ответ :
В КНР совершили квантовую телепортацию на 1200 км
В КНР совершили квантовую телепортацию на 1200 км
0
Общество и я 02:02 21 июн 2017
Хотите узнать, быдло вы или нет?
Хотите узнать, быдло вы или нет?
9
Здесь только хорошие новости! 17:06 11 фев 2018
Альтернатива стяжки пола в квартире Альтернатива стяжки пола в квартире
Этого большого пса хотели усыпить, так как его все боялись…
Этого большого пса хотели усыпить, так как его все боялись…
1
Дача сад огород и просто интересное 13:38 30 ноя 2016
Студент СССР в разрезе: всё, что вы хотели знать, но боялись спросить
Студент СССР в разрезе: всё, что вы хотели знать, но боялись спросить
0
Жизнь прекрасна 13:00 25 май 2017
О чем лучше молчать, даже когда тебя спросят: 7 золотых советов
О чем лучше молчать, даже когда тебя спросят: 7 золотых советов
1
Человек познаёт мир 11:27 19 янв 2019
«Все, что вы хотели узнать о себе, но боялись услышать» или несколько психологических экспериментов,
«Все, что вы хотели узнать о себе, но боялись услышать» или несколько психологических экспериментов,
1
Жизнь прекрасна 12:15 06 фев 2018
Студент СССР в разрезе: всё, что вы хотели знать, но боялись спросить
Студент СССР в разрезе: всё, что вы хотели знать, но боялись спросить
1
Жизнь прекрасна 19:30 21 фев 2017
«Все, что вы хотели узнать о себе, но боялись услышать» или несколько психологических экспериментов,
«Все, что вы хотели узнать о себе, но боялись услышать» или несколько психологических экспериментов,
0
Жизнь прекрасна 10:45 09 фев 2018
Мужчина, с которым не надо бояться пукнуть
Мужчина, с которым не надо бояться пукнуть
24
Живи правильно 02:07 09 сен 2016
Чего нужно бояться на сайтах знакомств?
Чего нужно бояться на сайтах знакомств?
32
Живи правильно 09:00 07 ноя 2017
Женщине на фото 70, в выглядит на 40 или даже моложе. Хотите узнать ее секрет?
Женщине на фото 70, в выглядит на 40 или даже моложе. Хотите узнать ее секрет?
13
Интересный мир 07:10 06 июн 2017
«Так жена или не жена?»: Петросян не выдержал и резко выступил после известий о свадьбе
«Так жена или не жена?»: Петросян не выдержал и резко выступил после известий о свадьбе
0
Женский каприз 19:42 Сегодня

Выберете причину обращения:

Выберите действие

Укажите ваш емейл:

Укажите емейл

Такого емейла у нас нет.

Проверьте ваш емейл:

Укажите емейл

Почему-то мы не можем найти ваши данные. Напишите, пожалуйста, в специальный раздел обратной связи: Не смогли найти емейл. Наш менеджер разберется в сложившейся ситуации.

Ваши данные удалены

Просим прощения за доставленные неудобства