Pasiektas Teleportacijos Etapas

{h1}

Mokslininkai šiek tiek priartėjo prie teleportacijos „žvaigždžių kelio“ pasirodymo.

Mokslininkai šiek tiek priartėjo prie teleportacijos „Žvaigždžių kelio“ pasirodymo. Niekas nesiveržia į galaktikas ir net nespindi aplinkinių žmonių, tačiau pirmą kartą informacija buvo teleportuota tarp dviejų atskirų atomų per metro atstumą - apie kiemą.

Tai yra reikšmingas etapas srityje, vadinamoje kvantinės informacijos apdorojimu, - sakė Kristupas Monroe iš Merilando universiteto Jungtinio kvantų instituto, kuris vadovavo pastangoms.

Teleportacija yra viena iš paslaptingiausių gamtos transporto rūšių: kvantinė informacija, tokia kaip dalelės sukimas ar fotono poliarizacija, perduodama iš vienos vietos į kitą, nekeliaujant per jokią fizinę terpę. Anksčiau tai buvo pasiekta tarp fotonų (elektromagnetinės spinduliuotės, tokios kaip šviesa) vienetų arba kvantų, per didelius atstumus, tarp fotonų ir atomų ansamblių bei tarp dviejų šalia esančių atomų, atliekant trečdalio veiksmus.

Tačiau nė vienas iš jų nepateikia įmanomų priemonių kvantinei informacijai laikyti ir valdyti dideliais atstumais.

Dabar JQI komandai kartu su kolegomis Mičigano universitete pavyko per metrą teleportuoti kvantinę būseną tiesiai iš vieno atomo į kitą. Ši galimybė reikalinga veikiančioms kvantinėms informacijos sistemoms, nes joms reikės atminties tiek perdavimo, tiek priėmimo, tiek priėmimo gale.

Sausio 23 d. Žurnalo numeryje Mokslas, mokslininkai teigia, kad naudojantis jų protokolu teleportuota informacija iš vieno į atomą gali būti atkurta tobulu tikslumu apie 90 procentų laiko - ir tą skaičių galima pagerinti.

„Mūsų sistema gali sudaryti pagrindą didelio masto„ kvantų kartotuvui “, kuris gali sujungti kvantinius prisiminimus dideliais atstumais“, - teigė Monroe. "Be to, mūsų metodai gali būti naudojami kartu su kvantinių bitų operacijomis, norint sukurti pagrindinį komponentą, reikalingą kvantiniam skaičiavimui."

Kvantinis kompiuteris galėtų atlikti tam tikras užduotis, tokias kaip su šifravimu susijusius skaičiavimus ir milžiniškų duomenų bazių paieškas, žymiai greičiau nei įprastos mašinos. Pastangos sukurti veikiantį modelį kelia didelį susidomėjimą visame pasaulyje.

Teleportacija ir įsipainiojimas

Cituojamas fizikas Richardas Feynmanas, sakęs, kad „jei manote, kad suprantate kvantinę mechaniką, nesuprantate kvantinės mechanikos“. Arba kartais jis cituojamas taip: „Manau, galiu drąsiai teigti, kad niekas nesupranta kvantinės mechanikos“.

Nepaisant to, štai kaip Merilendo universitetas apibūdina Monro darbą.

Teleportacija veikia dėl nepaprasto kvantinio reiškinio, vadinamo įsipainiojimu, kuris vyksta tik atominiame ir subatominiame lygmenyse. Kai du objektai yra įsipainioję, jų savybės yra neatsiejamai susipynusios. Nors šios savybės iš esmės nežinomos, kol nebus atliktas matavimas, išmatuojant vieną iš objektų akimirksniu nustatomos kito savybės, nesvarbu, kiek jie yra nutolę vienas nuo kito.

JQI komanda pasiryžo įsiterpti į dviejų atskirų iterbio jonų kvantines būsenas, kad informacija apie vieną būseną galėtų būti teleportuota į kitą. Kiekvienas jonas buvo izoliuotas atskirame aukšto vakuumo gaudyklėje, pakabintas nematomame elektromagnetinių laukų narve ir apjuostas metaliniais elektrodais.

Tyrėjai nustatė dvi lengvai pastebimas jonų pagrindines (mažiausios energijos) būsenas, kurios galėtų tarnauti kaip alternatyvios atominės kvantinės bitės „bitų“ vertės arba kvadratinės „bitų“ vertės.
Įprasti elektroniniai bitai (trumpai rašomi dvejetainiai skaitmenys), tokie kaip asmeniniame kompiuteryje, visada yra vienoje iš dviejų būsenų: išjungta arba įjungta, 0 arba 1, aukšta ar žemos įtampos ir tt, tačiau kvantiniai bitai gali būti kai kuriuose derinys, vadinamas tuo pačiu metu abiejų būsenų „superpozicija“, kaip moneta, kuri kartu yra ir galva, ir uodega - kol bus išmatuotas. Būtent šis reiškinys suteikia ypatingą kvantinio skaičiavimo galią.

Lazerio impulsas inicijuoja procesą

Eksperimento pradžioje kiekvienas jonas (žymimas A ir B) yra inicializuojamas tam tikroje pradinėje būsenoje.

Tada jonas A yra apšvitinamas specialiai pritaikytu mikrobangų sprogimu iš vieno iš jo narvo elektrodų, joną padėdamas į tam tikrą norimą dviejų kvbitų būsenų superpoziciją - iš tikrųjų „įrašydamas“ į atmintį informaciją, kurią reikia teleportuoti.

Iškart po to abu jonai sužadinami pikosekundės (vienas trilijonas sekundės) lazerio impulsu. Impulsų trukmė yra tokia trumpa, kad kiekvienas jonas skleidžia tik vieną fotoną, nes jis skleidžia lazerio sukauptą energiją ir grįžta į vieną ar kitą iš dviejų kvadratinių įžeminimo būsenų.

Priklausomai nuo to, į kurį jis patenka, jonai skleidžia vieną iš dviejų rūšių fotonų, turinčių šiek tiek skirtingo bangos ilgio (pažymėtus raudona ir mėlyna spalva), kurie atitinka dvi atomines kvadratines būsenas. Tai yra tų fotonų santykis, kuris galiausiai parodys signalinį signalą, kad įvyko įsipainiojimas.

„Beamsplitter“ susidūrimas

Kiekvienas skleidžiamas fotonas yra užfiksuotas lęšiu, nukreipiamas į atskirą pluošto optinio kabelio sruogą ir pernešamas į 50–50 spinduliuotės sklaidytuvą, kur tokia pat tikimybė, kad fotonas praeis tiesiai per skirstytuvą arba atsispindės. Abipus šviesos srauto skirstytuvo pusės yra detektoriai, galintys užfiksuoti vieno fotono atvykimą.

Prieš pasiekdamas šviesos srauto skirstytuvą, kiekvienas fotonas yra nežinomoje būsenų superpozicijoje. Tačiau susidūrę su šviesos srauto skirstytuvu, kiekvienas įgauna specifines savybes.

Todėl kiekvienai fotonų porai galimi keturi spalvų deriniai - mėlyna-mėlyna, raudona-raudona, mėlynai raudona ir raudona-mėlyna -, taip pat viena iš dviejų poliarizacijų: horizontali arba vertikali. Beveik visuose šiuose variantuose fotonai arba panaikina vienas kitą, arba abu patenka į tą patį detektorių. Tačiau yra vienas ir tik vienas derinys, kuriame abu detektoriai fiksuos fotoną tuo pačiu metu.

Tačiau tokiu atveju fiziškai neįmanoma pasakyti, kuris jonas pagamino kurį fotoną, nes negalima žinoti, ar fotonas, patenkantis į detektorių, praėjo pro šviesos srauto skirstytuvą, ar jis atsispindėjo.

Savotiškų kvantinės mechanikos dėsnių dėka įgimtas neapibrėžtumas jonus nustumia į susipainiojusią būseną. Tai yra, kiekvienas jonas yra dviejų galimų kvadratinių būsenų superpozicijoje. Tuo pačiu metu fotonų aptikimas detektoriuose nevyksta dažnai, todėl lazerio stimuliacija ir fotonų emisijos procesas turi būti kartojami daugybę tūkstančių kartų per sekundę. Bet kai kiekviename detektoriuje atsiranda fotonas, tai yra nedviprasmiškas įsipainiojimo tarp jonų parašas.

Kai nustatoma susipainiojusi būsena, mokslininkai iš karto imasi matuoti joną A. Matavimo aktas jį išstumia iš superpozicijos ir į tam tikrą sąlygą: vieną iš dviejų kvbitų būsenų.

Bet kadangi jonų A būsena yra negrįžtamai susijusi su jonais B, matavimas taip pat verčia B į papildomą būseną. Priklausomai nuo to, kurioje valstybėje yra jonų A, tyrėjai dabar tiksliai žino, kokį mikrobangos impulsą taikyti jonui B, kad būtų galima atgauti tikslią informaciją, kuri buvo parašyta jonui A pradinio mikrobangų sprogimo metu. Tai darant bus galima tiksliai teleportuoti informaciją.

Teleportacija ir kitos komunikacijos

Tai, kas išskiria teleportaciją, o ne bet kokią kitą ryšio formą, yra ta, kad jokia informacija, susijusi su pradine atmintimi, faktiškai nepereina tarp jonų A ir jonų B. Vietoj to, informacija dingsta, kai matuojamas jonas A, ir vėl atsiranda, kai yra mikrobangų impulsas. taikomas jonui B.

„Vienas ypač patrauklus mūsų metodo aspektas yra tas, kad jis apjungia unikalius fotonų ir atomų pranašumus“, - sako Monroe. „Fotonai yra idealūs norint greitai perduoti informaciją dideliais atstumais, tuo tarpu atomai yra vertinga terpė ilgalaikiam kvantinės atminties saugojimui. Taip pat kvantinės informacijos teleportacija tokiu būdu galėtų sudaryti naujo tipo kvantinio interneto, kuris galėtų pranokti bet kokį, pagrindą. įprastas klasikinio tinklo tipas tam tikroms užduotims “.

Darbą rėmė intelekto pažangiųjų tyrimų projekto veiklos programa pagal JAV armijos tyrimų biuro sutartį, Nacionalinio mokslo fondo (NSF) fizikos informacijos pasienio programoje ir NSF fizikos pasienio centras Jungtiniame kvantų institute.

  • Ar įmanoma keliauti laiku?
  • Vaizdo įrašas - virtuali išorinė patirtis
  • 10 geriausių mokslininkų iš proto


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Kaip Išgyventi Zombių Apokalipsę
Kaip Išgyventi Zombių Apokalipsę

Mirties Spiralė: 4-As Gyvenimo Etapas Gali Reikšti, Kad Pabaiga Yra Arti
Mirties Spiralė: 4-As Gyvenimo Etapas Gali Reikšti, Kad Pabaiga Yra Arti

Mokslas Naujienos


Balzamas! Antarktidoje 2015 M. Pasiektas Rekordinis 63 Laipsnių F Laipsnis
Balzamas! Antarktidoje 2015 M. Pasiektas Rekordinis 63 Laipsnių F Laipsnis

10 Greičiausių Dalykų Visatoje
10 Greičiausių Dalykų Visatoje

Nuotraukos: Biblijos Vartų Šventovė Atidengta Izraelio Tel Lachišo Nacionaliniame Parke
Nuotraukos: Biblijos Vartų Šventovė Atidengta Izraelio Tel Lachišo Nacionaliniame Parke

Nori Jaunesnių Smegenų? Pabandykite Valgyti Omega-3
Nori Jaunesnių Smegenų? Pabandykite Valgyti Omega-3

Kaip Veikia Genų Terapija
Kaip Veikia Genų Terapija


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

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com