Новость дня: Российский изобретатель подал в суд на Apple, Huawei и Samsung

Экспериментально подтверждена квантовая телепортация на расстояние в один метр



Явление квантовой телепортации — передачи квантовой информации (например, направления спина частицы или поляризации фотона) на расстояние от одного носителя другому — уже наблюдалось на практике в случае двух фотонов, фотонов и группы атомов, а также двух атомов, посредником между которыми служил третий. Однако ни один из предложенных способов не годился для практического использования.

Схема экспериментальной установки (изображение взято с сайта Umd.Edu)

Схема экспериментальной установки (изображение взято с сайта Umd.Edu)

Наиболее реалистичной и легко реализуемой на этом фоне выглядит схема, предложенная специалистами из Университета Мэриленда (США). Ученым удалось осуществить перемещение квантовой информации между двумя атомами, расположенными в метре друг от друга, причем показатель надежности доставки превысил 90 процентов. «На основе нашей системы можно сконструировать крупномасштабный «квантовый повторитель», который будет использоваться для передачи информации на большие расстояния», — представляет новую разработку Кристофер Монро (Christopher Monroe), возглавивший исследования.

Физическую реализуемость квантовой телепортации обеспечивает свойство квантовой запутанности, выражающееся в том, что состояния (а следовательно, и некоторые физические свойства) двух связанных объектов — даже разнесенных в пространстве — оказываются взаимозависимыми. В эксперименте американских ученых связанными оказались два иона иттербия, помещенные в вакуумные ловушки и окруженные металлическими электродами (см. рисунок). Непосредственно перед проведением опыта исследователи определили два основных состояния ионов, которые использовались в качестве элементов хранения квантовой информации — кубитов.

В начале эксперимента ионы (назовем их А и Б) находились в одном из основных состояний. Затем на ион А направлялось микроволновое излучение, испускаемое одним из электродов; в результате кубит оказывался в некоторой суперпозиции своих собственных состояний (происходила запись информации для передачи). Сразу после этого оба иона возбуждались лазерным импульсом пикосекундной длительности. Возврат в одно из основных состояний — «значений» кубита — проходил с испусканием фотонов, «цвет» которых (красный или синий), соответствовавший разным длинам волн, однозначно определял конкретное значение. Затем фотоны с помощью линз направлялись по оптоволоконному кабелю к светоделительному элементу; при попадании на него каждая частица могла либо отразиться, либо пройти напрямую (вероятности этих событий одинаковы). По обеим сторонам светоделителя располагались детекторы.


До попадания на светоделитель каждый из фотонов находился в неизвестной суперпозиции состояний, однако в детекторе могли быть зарегистрированы уже только четыре различных вида частиц, соответствующих цветовым комбинациям «синий-синий», «синий-красный», «красный-синий» и «красный-красный», и лишь в одном из указанных вариантов фотоны одновременно достигают обоих детекторов. В этом случае определить, какому иону «принадлежит» данный квант света, становится невозможно (не хватает информации о том, отразился фотон от светоделителя или прошел насквозь). Такая неопределенность и сигнализирует о том, что квантовые состояния ионов оказались связаны.

Достигнув этого результата, ученые определили состояние иона А. В полном соответствии с законами квантовой механики, измерение вывело его из суперпозиции в некоторое определенное состояние, причем ион Б при этом принял противоположное «значение». Зная выходное состояние кубита А, исследователи установили параметры микроволнового импульса, при воздействии которым на кубит Б из него извлекалась информация, записанная на первой стадии эксперимента. На этом процесс телепортации завершился.

Заметим, что исходное состояние иона А в процессе передачи разрушается; именно это отличает данный процесс от копирования и позволяет применять термин «телепортация».

Полная версия отчета ученых опубликована в текущем выпуске журнала Science.

Дмитрий Сафин

Подготовлено по материалам Science Daily.



Автор: Компьютерра-Онлайн
Дата:
12.04.2021 16:42

Космонавт объяснил, почему космическим туристам не понравится на МКС

Российский космонавт рассказал, почему Международная космическая станция не походит для космического туризма


11.04.2021 15:23

Российские разработчики искусственного интеллекта получат до 3 млрд рублей

Минпромторг РФ подготовил проект постановления правительства о порядке выделения субсидий российским разработчикам искусственного интеллекта


10.04.2021 15:23

«Роскосмос» обеспечит космическую связь и ШПД по всей стране

Программа «Сфера» была объявлена как развитие глобальной спутниковой системы «Эфир», призванной конкурировать с зарубежными системами глобальной спутниковой связи OneWeb и Starlink


08.04.2021 09:24

В России создают беспилотное метро

Массовому внедрению поездов без машинистов пока мешают отсутствие соответствующих законов и недоверие к таким технологиям


07.04.2021 17:09

«Ростех» создал «всевидящие» приборы наблюдения и разведки для спецподразделений

Прибор выпускается в двух модификациях: «Сыч-ПР-С» средней дальности и «Сыч-ПР-Д» большой дальности


Популярное:
Наука и техника
12.04.2021 16:42

Космонавт объяснил, почему космическим туристам не понравится на МКС

Российский космонавт рассказал, почему Международная космическая станция не походит для космического туризма


10.04.2021 15:23

«Роскосмос» обеспечит космическую связь и ШПД по всей стране

Программа «Сфера» была объявлена как развитие глобальной спутниковой системы «Эфир», призванной конкурировать с зарубежными системами глобальной спутниковой связи OneWeb и Starlink


11.04.2021 15:23

Российские разработчики искусственного интеллекта получат до 3 млрд рублей

Минпромторг РФ подготовил проект постановления правительства о порядке выделения субсидий российским разработчикам искусственного интеллекта


22.11.2019 11:54

Космонавт рассказал, почему россиянки не летают в космос

Последний раз российская женщина-космонавт побывала в орбитальной командировке с сентября 2014 по март 2015 года


20.05.2008 11:07

Внедрению ГЛОНАСС мешает гриф «секретно»

Большая часть картографических данных засекречена, а без них навигаторы ГЛОНАСС никому не нужны


Arktid
Arktid, 25.01.2009 22:45
2HeadCrab: а Вы переведите "теле" и "порт" и,может быть, получится,что это и есть телепортация))
sadovoya
sadovoya, 25.01.2009 22:13
Сам лазерщик. Мне напомнила статья хорошо известный "Парадокс Розанова". Это о том, что микрочастицы "чувствуют" мгновенно друг друга, если изначально были связаны. Но он был опровергнут. А о "телепортации" не первый раз пишут, так же как и об "охлаждении" светом. Блуд это или нет - теряться начал. ...
Darth Emil
Darth Emil, 25.01.2009 11:52
Хм... реализация фильма "Муха" не за горами.
HeadCrab
HeadCrab, 25.01.2009 10:35
Я конечно не физик, но по-моему речь идёт совсем не о телепортации.Подтасовка фактов, да и только. ИМХО.
mail_mini
mail_mini, 25.01.2009 06:15
Абалдеть. Неужели это "первая ласточка" о телепортации. Думал не доживу. Может чё из этого и получится?
» Прочитать остальные / Написать свой комментарий

Все рубрики статей:
Статистика | Рейтинги | Авторам | Реклама
Copyright © 1999-2021 Softodrom.ru
О проекте | О перепечатках | Рассылки | Пользовательское соглашение | Политика конфиденциальности | Карта сайта
Яндекс.Метрика