Ķīniešu fiziķi sagrauj attāluma rekordu teleportācijā

Teleportācija ir ārkārtēja spēja pārvietot objektus no vienas vietas uz otru, nepārvietojoties cauri starptelpai.

Ideja nav tāda, ka fiziskais objekts tiek teleportēts, bet gan informācija, kas to apraksta. Pēc tam to var piemērot līdzīgam objektam jaunā vietā, kas faktiski iegūst jauno identitāti.

Un tā nekādā gadījumā nav zinātniskā fantastika. Fiziķi ir teleportējuši fotonus kopš 1997. gada, un tagad šī tehnika ir standarta optikas laboratorijās visā pasaulē.

Parādība, kas to padara iespējamu, ir pazīstama kā kvantu sapīšanās, dziļa un noslēpumaina saikne, kas rodas, kad diviem kvantu objektiem ir viena un tā pati eksistence, taču tie ir atdalīti telpā.

Teleportācija izrādās ārkārtīgi noderīga. Tā kā teleportētā informācija nepārvietojas cauri starptelpai, noklausītājs tai nevar slepeni piekļūt.

Šī iemesla dēļ teleportācija ir kvantu kriptogrāfijas pamatā esošā tehnoloģija, kas ir veids, kā nosūtīt informāciju ar gandrīz pilnīgu slepenību.

Diemžēl sapinušies fotoni ir trausli objekti. Tie nevar pārvietoties tālāk par kilometru pa optiskajām šķiedrām, jo ​​fotoni galu galā mijiedarbojas ar stiklu, kas pārtrauc sapīties. Tas būtiski ierobežo kvantu kriptogrāfijas lietderību.

Tomēr fiziķiem ir bijuši lielāki panākumi, teleportējot fotonus caur atmosfēru. 2010. gadā Ķīnas komanda paziņoja, ka ir teleportējusi atsevišķus fotonus 16 kilometru attālumā. Ērts, bet ne gluži zemi satriecošs.

Tagad tā pati komanda saka, ka ir pārspējusi šo rekordu. Huans Iņs no Ķīnas Zinātnes un tehnoloģijas universitātes Šanhajā un vairāki biedri saka, ka ir teleportējuši sapinušos fotonus 97 kilometru attālumā pāri ezeram Ķīnā.

Tas ir iespaidīgs varoņdarbs vairāku iemeslu dēļ. Šo puišu pilnveidotais triks ir atrast veidu, kā izmantot 1,3 vatu lāzeru un kādu izdomātu optiku, lai izstarotu gaismu un uztvertu to.

Šādā procesā fotoni neizbēgami pazūd un sapīšanās tiek iznīcināta. Dažus no šiem zaudējumiem izraisa optikas nepilnības un gaisa turbulence, taču lielākā problēma ir staru kūļa paplašināšanās (viņi veica eksperimentu aptuveni 4000 metru augstumā). Tā kā stars virzoties izplatās, daudzi fotoni vienkārši palaiž garām mērķi.

Tāpēc vissvarīgākais sasniegums, ko šie puiši ir paveikuši, ir izstrādāt stūres mehānismu, izmantojot virzošo lāzeru, kas notur staru precīzi uz mērķi. Rezultātā viņi spēja teleportēt vairāk nekā 1100 fotonus 4 stundu laikā 97 kilometru attālumā.

Tas ir interesanti, jo tas ir tas pats kanāla vājināšanās, ar kuru jums būtu jātiek galā, izstarot fotonus uz satelītu ar, piemēram, 20 centimetru optiku, kas riņķo aptuveni 500 kilometru attālumā. Veiksmīgā kvantu teleportācija pār šādiem kanālu zudumiem kombinācijā ar mūsu augstfrekvences un augstas precizitātes [mērķēšanas] paņēmienu parāda uz satelītiem balstītas īpaši liela attāluma kvantu teleportācijas iespējamību, saka Huans un citi.

Tātad šie puiši nepārprotami skatās uz satelītu kvantu kriptogrāfijas iespēju, kas nodrošinātu īpaši drošus sakarus visā pasaulē. Tas ir krasā pretstatā dažiem kilometriem, kas ir iespējami ar komerciālu kvantu kriptogrāfijas aprīkojumu.

Protams, datu pārraides ātrums, visticamāk, būs lēns, un strauji augošā kvantu atkārtotāju tehnoloģija paplašinās uz zemes balstītās kvantu kriptogrāfijas sasniedzamību, lai tā principā varētu sasniegt visu pasauli.

Taču perfekta, uz satelītiem balstīta drošības sistēma varētu būt noderīgs komplekts, ko novietot uz vēstniecības jumta vai izplatīt starp bruņotajiem spēkiem.

Rietumu drošības ekspertiem par ko padomāt.

Atsauce: arxiv.org/abs/1205.2024 : Neatkarīgu Kubitu teleportēšana caur 97 km brīvas telpas kanālu

paslēpties