Pirmais objekts, kas teleportēts no Zemes uz orbītu

Pagājušajā gadā no Jiuquan satelītu palaišanas centra Gobi tuksnesī pacēlās Long March 2D raķete, kurā atradās pavadonis Micius, kas nosaukts senā ķīniešu filozofa vārdā, kurš nomira 391. gadā p.m.ē. Raķete novietoja Miciusu Saules sinhronajā orbītā, lai tā katru dienu vienā un tajā pašā laikā šķērsotu vienu un to pašu punktu uz Zemes.

Micius ir ļoti jutīgs fotonu uztvērējs, kas var noteikt atsevišķu fotonu kvantu stāvokļus, kas izšautas no zemes. Tas ir svarīgi, jo tam vajadzētu ļaut zinātniekiem pārbaudīt tehnoloģiskos pamatelementus dažādiem kvantu varoņdarbiem, piemēram, sapīšanās, kriptogrāfija un teleportācija.

Saistīts stāsts

Nepalaidiet garām

Šodien Miciusa komanda paziņoja savu pirmo eksperimentu rezultātus. Komanda izveidoja pirmo satelītu-zeme kvantu tīklu, šajā procesā sagraujot rekordu par garāko attālumu, kurā tika izmērīta sapīšanās. Un viņi ir izmantojuši šo kvantu tīklu, lai teleportētu pirmo objektu no zemes uz orbītu.

Teleportācija ir kļuvusi par standarta darbību kvantu optikas laboratorijās visā pasaulē. Tehnika balstās uz dīvaino sapīšanās fenomenu. Tas notiek, kad divi kvantu objekti, piemēram, fotoni, veidojas vienā un tajā pašā mirklī un atrodas telpā, un tāpēc tiem ir viena un tā pati eksistence. Tehniskā ziņā tos raksturo viena un tā pati viļņu funkcija.

Interesantākais ir tas, ka šī kopīgā eksistence turpinās pat tad, ja fotonus atdala milzīgi attālumi. Tātad vienas mērījums nekavējoties ietekmē otra stāvokli neatkarīgi no attāluma starp tiem.

Deviņdesmitajos gados zinātnieki saprata, ka viņi var izmantot šo saiti, lai pārraidītu kvantu informāciju no viena Visuma punkta uz citu. Ideja ir lejupielādēt visu informāciju, kas saistīta ar vienu fotonu, vienā vietā un pārsūtīt to, izmantojot sasaistītu saiti uz citu fotonu citā vietā.

Šis otrais fotons pēc tam iegūst pirmā fotona identitāti. Visiem nolūkiem tas kļūst par pirmo fotonu. Tāds ir teleportācijas raksturs, un tā vairākas reizes ir veikta laboratorijās uz Zemes.

Teleportācija ir pamats visdažādākajām tehnoloģijām. Ķīnas komanda saka, ka tālsatiksmes teleportācija ir atzīta par būtisku elementu tādos protokolos kā liela mēroga kvantu tīkli un izplatīts kvantu aprēķins.

Saistīts stāsts

Saistīts stāsts Vai novecojošas korporācijas piedzīvojumi fundamentālās fizikas pētījumos var atvērt jaunu neiedomājami jaudīgu datoru ēru?

Teorētiski nevajadzētu būt maksimālajam attālumam, kādā to var izdarīt. Taču sapīšanās ir trausla lieta, jo fotoni mijiedarbojas ar vielu atmosfērā vai optisko šķiedru iekšpusē, izraisot sapīšanās zudumu.

Rezultātā attālums, kādā zinātnieki ir izmērījuši sapīšanās vai veikuši teleportāciju, ir stipri ierobežots. Iepriekšējie teleportācijas eksperimenti starp attālām vietām bija ierobežoti līdz apmēram 100 kilometriem fotonu zuduma dēļ optiskajās šķiedrās vai sauszemes brīvās telpas kanālos, saka komanda.

Taču Miciuss to visu maina, jo tas riņķo 500 kilometru augstumā, un lielāko daļu šī attāluma visi fotoni, kas veic ceļojumu, pārvietojas caur vakuumu. Lai samazinātu atmosfēras daudzumu ceļā, Ķīnas komanda izveidoja savu zemes staciju Ngari Tibetā vairāk nekā 4000 metru augstumā. Tātad attālums no zemes līdz satelītam svārstās no 1400 kilometriem, kad tas atrodas tuvu horizontam, līdz 500 kilometriem, kad tas atrodas virs galvas.

Saistīts stāsts

Saistīts stāsts Meklēšanas gigants plāno sasniegt pavērsiena punktu skaitļošanas vēsturē pirms gada beigām.

Lai veiktu eksperimentu, Ķīnas komanda uz zemes izveidoja sapinušies fotonu pāri ar ātrumu aptuveni 4000 sekundē. Pēc tam viņi raidīja vienu no šiem fotoniem uz satelītu, kas katru dienu pusnaktī gāja virs galvas. Viņi turēja otru fotonu uz zemes.

Visbeidzot, viņi izmērīja fotonus uz zemes un orbītā, lai apstiprinātu, ka notiek sapīšanās un ka viņi varēja šādā veidā teleportēt fotonus. 32 dienu laikā viņi nosūtīja miljoniem fotonu un konstatēja pozitīvus rezultātus 911 gadījumos. Mēs ziņojam par pirmo neatkarīgu viena fotona kubitu kvantu teleportāciju no zemes observatorijas uz zemas Zemes orbītas satelītu, izmantojot augšupejas kanālu, kura attālums ir līdz 1400 km, saka Ķīnas komanda.

Saistīts stāsts

Saistīts stāsts Tods Holmdāls saka, ka startēšana no aizmugures neļaus Microsoft uzvarēt sacīkstēs par kvantu skaitļošanas komercializāciju.

Šī ir pirmā reize, kad kāds objekts ir teleportēts no Zemes uz orbītu, un tas pārspēj rekordu par garāko sapīšanās attālumu.

Tas ir iespaidīgs darbs, kas liek nākotnē izvirzīt daudz ambiciozākus mērķus. Šis darbs izveido pirmo augšējo savienojumu no zemes uz satelītu uzticamai un īpaši liela attāluma kvantu teleportācijai, kas ir būtisks solis ceļā uz globāla mēroga kvantu internetu, saka komanda.

Tas arī parāda Ķīnas acīmredzamo dominējošo stāvokli un vadību jomā, kurā vēl nesen vadīja Eiropa un ASV — Miciuss noteikti būtu pārsteigts. Taču šobrīd svarīgs jautājums ir, kā Rietumi reaģēs.

Atsauce: arxiv.org/abs/1707.00934 : kvantu teleportācija no zemes uz satelītu

paslēpties