Teletrasporto quantistico: tutto quello che avreste voluto sapere ma non avete mai osato chiedere

Il mese scorso è successo una volta due interessanti sviluppi nel campo della tecnologia quantistica: gli scienziati cinesi hanno teletrasportato i fotoni di luce con la stazione di terra sul satellite spaziale e ha ospitato l'annuale conferenza di esperti di fisica quantistica a Mosca. La pubblicazione di Business Insider è riuscito a prendere su di esso il dottor Eugene Ползика del Niels Bohr Institute, uno dei massimi esperti di teletrasporto quantistico, e interrogarlo su varie questioni, tra cui di eccezionale successo dei suoi colleghi cinesi.

«Teletrasporto di questo tipo sono stati condotti in condizioni di laboratorio a partire dal 1997, tuttavia, gli scienziati cinesi è riuscito a raggiungere questo incredibile tecnologico effetto a grande distanza», — ha sottolineato Ползик.

Nel 2012, un team di scienziati europei con successo телепортировала fotoni tra le due isole delle Canarie. Tra cedente e ricevente dispositivi, la distanza era 141 chilometro. Cinese, i ricercatori sono riusciti a battere questo record nel mese di luglio, quando hanno successo i fotoni teletrasportato a distanza di più di 500 chilometri di distanza.

Abbiamo da tempo sogno di una tecnologia simile di «Star trek», anche se la nostra intuizione è sempre detto che il teletrasporto in linea di principio non è possibile. Tuttavia, la fisica del mondo reale, in cui quotidianamente ci troviamo, poco simile alla fisica del mondo dei quanti. Leggi qui cade pietra con scogliera di rocce e gestori di elettroni e di singoli fotoni di luce completamente diverso da quello che siamo abituati a vedere. Pertanto, in questo bizzarro mondo quasi tutto è possibile, compreso il teletrasporto. Su come venirne fuori? Si dovrebbe iniziare con il entanglement quantistico.

Che cosa è entanglement quantistico?

A Volte due particelle quantistiche sono specchio associati. Qualunque cosa accada con una di queste particelle, lo stesso accadrà con l'altro. Anche se sono separati da grandi distanze. Rimangono ancora due oggetti separati, ma sono identici in tutto. Quando due particelle si dividono tra loro il loro stato, tali particelle sono chiamati confusa.

«Supponiamo, ho creato una coppia di fotoni entangled», — spiega Ползик.

«vi lascio uno, e l'altro postando con l'aiuto del laser sul si trova in orbita attorno satellite spaziale, la speranza, il fotone raggiunge la destinazione. Il teletrasporto può essere considerato un successo solo quando la separazione di stato di confusione di due fotoni tra il prestatore e riceve le stazioni».

La difficoltà tecnica del processo di teletrasporto è quello di trasferire il fotone ad una certa distanza dalla confusione particelle partner. In caso di cinese esperimento, un fotone si trovava in un laboratorio sulla Terra, mentre il secondo è stato inviato con successo a орбитальному compagno. Le modifiche apportate con il fotone sulla Terra nell'ambito di manipolazione degli scienziati, che si riflette anche sul фотоне, che si trova nello spazio, è un teletrasporto quantistico nella sua forma più pura.

Come capire se il satellite desiderato fotone, e non una sorta di casuale particella di luce?

Fare questo è relativamente semplice attraverso un processo chiamato spettrale e filtraggio. Esso consente agli scienziati di identificare e tracciare i singoli fotoni di luce, che segna un numero di identificazione unico.

«È nota la frequenza del fotone, che trasmettete, è noto per il suo orientamento. Un satellite puntato sulla fonte di invio, che si trova sulla Terra. Se si dispone di molto un buon ottico attrezzature da entrambi i lati, allora questa ottica vede esclusivamente la fonte, e niente di più», — continua la spiegazione Ползик.

Il Metodo spettrale di filtrazione indifferente al «rumore» in forma di altri fotoni. Ad esempio, durante lo svolgimento dello stesso esperimento delle isole Canarie trasmissione è stata effettuata con il chiaro cielo soleggiato.

c'è un trasferimento di milioni di fotoni sul satellite, ma fino al punto di destinazione arrivati solo 900. Perché?

Più si tenta di inviare intricata fotone, meno efficiente diventa questo processo. Inoltre, l'atmosfera della Terra è in continuo movimento, in modo da perdere i fotoni sul loro percorso in uno spazio aperto facile.

«Anche se non c'è atmosfera, è comunque necessario mettere a fuoco il fascio di luce verso il satellite. Se splendere puntatore laser sul palmo della mano, il punto luce sarà piccolo, ma vale la pena di rimuovere solo il laser, e il punto è sempre di più – è la legge di diffrazione», — dice Ползик.

Con la terra la luce è abbastanza difficile entrare a spazio (a ottico ricevitore installato sul satellite orbitante). È fortemente distorta, quindi la maggior parte dei fotoni semplicemente va da nessuna parte.

«Raggiungere un successo di teletrasporto è possibile solo in molto breve lasso di tempo. In senso generale è molto poco pratico, ma tuttavia i metodi di applicazione di questa tecnologia, è possibile trovare», — continua a Ползик.

teletrasporto Quantistico è la possibilità di immediato trasferimento dei dati?

Non proprio. Телепортируемые oggetti non scompaiono, per poi riapparire da qualche altra parte. Gli scienziati usano lo stato di confusione per la trasmissione di informazioni di stato quantistico di un fotone in un altro. Senza queste informazioni photon dovrà fisicamente superare la distanza tra il trasmettitore e il ricevitore. E ancora una volta, l'informazione non viene inviato immediatamente. Questo è possibile solo quando il mittente esegue una misurazione quantistica stato il fotone, quindimodificando lo stato del fotone sul ricevitore. A causa di entanglement quantistico infatti un fotone «diventa» un altro fotone.

Così che cosa è tutto questo bisogno?

Teletrasporto Quantistico in grado di dimostrare un concetto possibilità di creare сверхзащищенной mondiale della rete di comunicazione. Come la chiave che apre la serratura, il messaggio trasmesso al quantistica rete raggiungerà solo il destinatario, che ha correttamente confuso il fotone, che permetterà questo messaggio di ricevere e leggere.

Albert Einstein una volta ha chiamato entanglement quantistico «inquietante дальнодействием», ma questa è la situazione di stallo è una componente fondamentale, grazie al quale tutto funziona. E una volta che si può diventare il motore della nostra comunicazione sicura in futuro.