Teleportuoti Lazerio Impulsai? Kvantinis Teleportavimas Artėja Prie Mokslinės Fantastikos Lygio

{h1}

Dabar tyrėjai atliko „kvantinį lazerio impulsų teleportavimą“ per keletą mylių dviejuose miesto šviesolaidžių tinkluose.

Ekologiškame TV seriale „Žvaigždžių kelias“ įgulos nariai, einantys į žvaigždžių laivą, galėtų „spinduliuoti“ nuo planetų iki žvaigždžių laivų, todėl kelionės tarp didelių atstumų atrodytų lengvos. Nors šios galimybės yra aiškiai išgalvotos, dabar tyrėjai atliko „kvantinį lazerio impulsų teleportavimą“ per keletą mylių per du miesto šviesolaidžių tinklus.

Nors tyrime aprašytas metodas nepakeis miesto metro ar autobusų transportavimo kabinomis, jis gali padėti sukurti atsparius įsilaužimams telekomunikacijų tinklus, taip pat sukurti „kvantinį internetą“, kuris padėtų nepaprastai galingiems kvantiniams kompiuteriams susikalbėti.

Objekto teleportavimas iš vieno visatos taško į kitą jo nejudinant per tarpą esančią erdvę gali atrodyti kaip mokslinė fantastika, tačiau kvantų fizikai faktiškai eksperimentuoja su kvantine teleportacija nuo 1998 m. Dabartinis kvantinės teleportacijos nuotolis - žygdarbis, paskelbtas 2012 m. - yra maždaug 89 mylių (143 kilometrai) tarp dviejų Kanarų salų La Palmos ir Tenerifės, esančios prie šiaurės vakarinės Afrikos pakrantės. [10 futuristinių technologijų „Star Trek“ gerbėjų mielai matytųsi]

Šmaikštus veiksmas

Kvantinė teleportacija remiasi keistu kvantinės fizikos pobūdžiu, kuris nustato, kad pagrindiniai visatos statybiniai elementai, tokie kaip subatominės dalelės, iš esmės gali egzistuoti dviejose ar daugiau vietų vienu metu. Tiksliau, kvantinė teleportacija priklauso nuo keisto reiškinio, vadinamo „kvantiniu įsipainiojimu“, kuriame objektai gali būti susieti ir akimirksniu paveikti vienas kitą, nesvarbu, kiek jie yra nutolę vienas nuo kito.

Šiuo metu tyrėjai negali teleportuoti materijos (tarkime, žmogaus) per kosmosą, tačiau jie gali naudoti kvantinį teleportaciją informacijos perdavimui iš vienos vietos į kitą. Pavyzdžiui, kvantinis elektronų teleportavimas pirmiausia reikštų elektronų poros įsipainiojimą. Toliau vienas iš dviejų elektronų - vieną, kurį reikia teleportuoti - liks vienoje vietoje, o kitas elektronas bus fiziškai gabenamas į bet kurią norimą vietą.

Tada analizuojamos pagrindinės teleportuojamo elektrono detalės arba „kvantinė būsena“ - veiksmas, kuris taip pat naikina jo kvantinę būseną. Galiausiai tie duomenys siunčiami į paskirties vietą, kur juos galima panaudoti kitu elektronu atkurti pirmąjį, kad jie nesiskirtų nuo originalo. Visiems tikslams ir tikslams tas elektronas teleportavosi. (Kadangi duomenys siunčiami reguliariais signalais, tokiais kaip šviesos impulsai ar elektronai, kvantinė teleportacija gali vykti ne greičiau nei šviesos greičiu.)

Dabar dvi tyrimų grupės savarankiškai praneša apie kvantinį teleportavimą per kelių mylių šviesolaidinius tinklus Hefei (Kinija) ir Kalgario (Albertos) miestuose. Dviejuose nepriklausomuose žurnale „Nature Photonics“ mokslininkai išsamiai aprašė savo duomenis internete rugsėjo 19 d.

Futuristinė technika

Kvantinis teleportacija yra daugelio galimų ateities technologijų raktas. Pavyzdžiui, kvantinė kriptografija galėtų naudoti kvantinę teleportaciją, kad duomenys būtų saugiai perduodami tarp dviejų taškų taip, kad būtų galima automatiškai aptikti bet kokius įsibrovimus. Be to, žmonės galėtų naudoti kvantinę teleportaciją „kvantiniame internete“, kad keistųsi duomenimis su kvantiniais kompiuteriais, o ankstesni tyrimai rodo, kad akimirksniu būtų galima atlikti daugiau skaičiavimų, nei Visatoje yra atomų. [8 būdai, kaip galite pamatyti Einšteino reliatyvumo teoriją realiame gyvenime]

„Ateityje, jei turėsite kvantinį kompiuterį, jei vartotojai norės juo naudotis, jie galėtų nusiųsti duomenis į kvantinį kompiuterį ir gauti rezultatus, kaip ir naudojant šiuolaikinį debesų skaičiavimą“, - sakė Qiang Zhang, Mokslo universiteto kvantų inžinierius. „China Science and Technology“ ir „Hefei“ darbo vyresnysis autorius, pasakojo „WordsSideKick.com“.

Kiekvienas iš dviejų kvantinės teleportacijos eksperimentų apėmė ryšį net 12,7 km atstumu tarp trijų skirtingų vietų, kad būtų galima imituoti būsimų kvantinių tinklų struktūrą. Vienintelis ankstesnis eksperimentas su tokia trijų laboratorijų sąranka buvo mažesnis nei 1 km atstumas.

Ankstesniuose eksperimentuose, apimančiuose trijų laboratorijų sąranką, buvo naudojami matomos šviesos impulsai, kurie negali nukeliauti dideliais atstumais per optinius pluoštus. Atvirkščiai, naujuose tyrimuose buvo naudojama tokia infraraudonųjų spindulių šviesa, kuri dažnai naudojama kasdieniuose telekomunikacijų tinkluose ir gali keliauti toliau. Jie taip pat naudojo kiekviename mieste jau egzistuojančius šviesolaidinius tinklus.

Tolimojo kvantinio teleportavimo metu naudojami lazerio pluoštai, kurie sinchronizuojami tol, kol jie negali būti atskirti vienas nuo kito iki atskirų fotonų lygio, net po perbraukimą keliomis myliomis pluošto optikos, išdėstytos besikeičiančioje aplinkoje. Abi tyrėjų grupės turėjo naudos iš telekomunikacijų pramonės neseniai patobulintų vieno fotono detektorių, teigė tyrėjai.

„Mes didžiuojamės, kad lauko bandymų rezultatai nesumažėjo, palyginti su laboratorinių tyrimų rezultatais“, - „Live“ pasakojo Kinijos mokslo ir technologijos universiteto kvantų inžinierius ir pagrindinis Hefei tyrimo autorius Qi-Chao Sunas. Mokslas. "Tai reiškia, kad mūsų sistema yra tvirta nuo triukšmo, kurį sukelia sudėtinga aplinka realiame pasaulyje."

Kalgario eksperimento greitesnis teleportacijos greitis buvo apie 17 fotonų per minutę (arba 1 020 per valandą), palyginti su maždaug dviem fotonais per valandą „Hefei“ eksperimente. Tačiau procedūros, kurias Kalgario tyrėjai atliko siekdamos įgyvendinti šį teleportacijos greitį, riboja tiesioginį praktinį pritaikymą, - abiejų grupių tyrimų apžvalgoje sakė Paryžiaus-Sud universiteto universiteto kvantinės informacijos tyrinėtojas Frédéricas Grosshansas.

Abi tyrėjų komandos taip pat naudojo įvairius metodus, kad lazeriai būtų sinchronizuoti vienas su kitu. Kiekviena grupė naudojo skirtingą metodiką, kuri leidžia manyti, kad siekiant geresnių rezultatų galima derinti abiejų strategijų elementus, savo apžvalgoje rašė Grosshansas.

Viena ateities krypčių bus išplėsti kvantinės teleportacijos tinklus „iki 100 kilometrų [60 mylių] mastelio, o tai leis tarpmiestiniam kvantiniam teleportacijai“, - sakė „Sun“. Tai apims detektoriaus efektyvumo gerinimą ir trikdžių šaltinių pašalinimą, pridūrė „Sun“.

Originalus straipsnis apie gyvą mokslą.


Vaizdo Papildas: .




LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com