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:
Новые статьи: Наука и техника
09.07.2020 14:15

Маск заявил о скором создании полностью автономного автомобиля

Речь идет о разработке автомобилей пятого уровня автономного вождения, подразумевающем полную автоматизацию, при которой не требуется никакого вмешательства человека в процесс вождения

05.07.2020 18:37

«Калашников» показал экспериментальный автоматический пистолет Калашникова

Он не был принят на вооружение, поскольку проиграл в конкурсе автоматическому пистолету Стечкина, который до сих пор применяется в целом ряде специальных подразделений

05.07.2020 16:29

Опубликовано видео краш-теста российского автомобиля Aurus

Aurus — это рыночное название семейства автомобилей класса люкс для первых лиц государства на основе единой модульной платформы

05.07.2020 16:14

Дальность поражения российских электромагнитных пушек увеличили до 10 км

Выстрел электромагнитной пушки длится миллисекунды и, учитывая расстояние до цели, достигает ее мгновенно, поскольку электромагнитное излучение распространяется со скоростью света

01.07.2020 00:53

«Калашников» показал экспериментальный ручной пулемет

Из этого пулемета было сделано значительное количество выстрелов, вероятно, в рамках испытаний, но внесенные в конструкцию предложения в серийное производство по каким-то причинам не пошли

Популярное: Наука и техника
09.07.2020 14:15

Маск заявил о скором создании полностью автономного автомобиля

Речь идет о разработке автомобилей пятого уровня автономного вождения, подразумевающем полную автоматизацию, при которой не требуется никакого вмешательства человека в процесс вождения

05.07.2020 16:29

Опубликовано видео краш-теста российского автомобиля Aurus

Aurus — это рыночное название семейства автомобилей класса люкс для первых лиц государства на основе единой модульной платформы

05.07.2020 16:14

Дальность поражения российских электромагнитных пушек увеличили до 10 км

Выстрел электромагнитной пушки длится миллисекунды и, учитывая расстояние до цели, достигает ее мгновенно, поскольку электромагнитное излучение распространяется со скоростью света

05.07.2020 18:37

«Калашников» показал экспериментальный автоматический пистолет Калашникова

Он не был принят на вооружение, поскольку проиграл в конкурсе автоматическому пистолету Стечкина, который до сих пор применяется в целом ряде специальных подразделений

01.07.2020 00:53

«Калашников» показал экспериментальный ручной пулемет

Из этого пулемета было сделано значительное количество выстрелов, вероятно, в рамках испытаний, но внесенные в конструкцию предложения в серийное производство по каким-то причинам не пошли

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

Новости /
Наука и техника /
Экспериментально подтверждена квантовая телепортация на расстояние в один метр
Все рубрики статей:
Статистика | Рейтинги | Авторам | Реклама
Copyright © 1999-2020 Softodrom.ru
О перепечатках | Рассылки | Пользовательское соглашение | Политика конфиденциальности | О проекте | Карта сайта
Яндекс.Метрика