Квантовая телепортация стала доступней

Квантовая телепортация стала доступней

Квантовая информация была мгновенно передана частице в кристалле на рекордное расстояние 25 километров. Фото: phys.org

Вездесущие частицы

Нет, это не фантастика или новости от "эзотерического" мира. Перемещение в пространстве, "минуя" функцию времени. Речь идёт о квантовой телепортации, которая осуществляется уже не впервые. На днях установлен новый рекорд дальности телепортации. Теперь он равняется 15,5 милям или 25 километрам. Осуществлена телепортация не материального объекта или частицы, а фотонов через оптическое волокно. Продвижение в квантовой телепортации ведёт к улучшению безопасности коммуникационных систем и интернета, а также делает нас ближе к разработке квантового суперкомпьютера.

Ещё только пять лет назад исследователи могли передавать квантовую информацию на крошечные расстояния, задавая, например, направление вращения (спина) электрона, а нынче речь идёт уже о десятках километров.

Квантовая телепортация не означает мгновенное перемещение человека из Лондона в Париж или Киев, или мгновенно быть посланным в луче на борт космического корабля, как это показывается в фантастическом сериале "Стартрек". Физики не могут осуществлять телепортацию материи, но могут делать это с информацией. Это работает благодаря необычному эффекту, называемому квантовой запутанностью.

Квантовая запутанность

Квантовая запутанность случается когда две однажды взаимодействующие частицы остаются взаимосвязаны вне зависимости от расстояния. Когда одна частица возбуждается внешней силой, другая реагирует точно таким же образом. Невозможно ничего сказать о состоянии частицы  до её измерения, но измерив импульс, например, одной частицы, можно точно сказать о состоянии другой.

В новом эксперименте, установившем рекорд дальности, исследователи из Женевского университета, Лаборатории реактивного движения НАСА и Национального института стандартов и технологии использовали сверхбыстрый лазер для разгона фотонов. Время от времени возникали пары фотонов, находящихся в "запутанном состоянии", то есть навсегда сохранявших однажды установленную связь и ведущих себя абсолютно одинаково. Получив такую пару, исследователи направляли один фотон через оптическое волокно, а другой хранили в кристалле на другом конце кабеля. Затем исследователи выстреливали третьей частицей света в фотон, проходящий через волокно. При встрече, две частицы уничтожали друг друга. Хотя обе частицы исчезали, квантовая информация столкновения появлялась в частице, хранимой в оберегаемом кристалле.

Банковская тайна

Такая квантовая информация была мгновенно передана частице в кристалле на рекордное расстояние 25 километров. Раньше подобные эксперименты проводились только со сверхскоростными лазерами. Использование же оптического волокна позволит применить эту технологию в разработке квантового компьютера. Такие компьютеры позволят производить экстремально быстрые расчёты и создать такую криптографическую защиту коммуникаций и банковских систем, что их взлом станет практически невозможен.

Результаты эксперимента были опубликованы в журнале "Nature Photonics".

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Физики ответили, почему время движется вперед

"Время не имеет импульса, хотя и обладает энергией". К такому выводу в 1930-тых пришел профессор Пулковской обсерватории, астрофизик Николай Козырев. Это означает, что в момент Большого взрыва было задано единственное направление движения, получившее в науке название "стрела времени".

Чтобы не пропустить все самое важное и интересное, подписывайтесь на нас в соцсетях