Ученые осуществили квантовую телепортацию на метровое расстояние

image

Теги: кубит

Ученым удалось осуществить перемещение квантовой информации между двумя атомами, расположенными в метре друг от друга, причем показатель надежности доставки превысил 90 процентов.

Явление квантовой телепортации — передачи квантовой информации (например, направления спина частицы или поляризации фотона) на расстояние от одного носителя другому — уже наблюдалось 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.

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. 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 данную технологию от копирования и позволяет применять термин «телепортация».

Полная версия отчета ученых опубликована в текущем выпуске журнала Science


или введите имя

CAPTCHA
Страницы: 1  2  3  
26-01-2009 10:28:13
показатель надежности доставки превысил 90 процентовВот так вот и телепортируешься на 90%
0 |
sdv
26-01-2009 13:53:14
Да многовато потерь-то. Рано еще что-то делать ИМХО Если они смогут определять корректность передачи каждого кубита - это пол-беды. Хотя 10%-ный оверхед на каждый метр - это нечто. При передаче 40 бит на сто метров будет выполнен один повтор на каждом метре, т.е. 100 повторов. А вот если они будут проверять целостность пакета по CRC, пусть даже на каждом метре, то это просто нереально. Пусть даже размер пакета 24 байта и CRC32, это нужно 224 бита или 112 кубитов. Вероятность успешной доставки целого пакета - 0.0007%
0 |
линукс - весч
27-01-2009 11:54:09
ты это сейчас с кем разговаривал?
0 |
27-01-2009 13:39:07
Натурально, с целевой аудиторией Security Lab - IT-специалистами. Что, не подходишь?
0 |
Слесарь Степан
27-01-2009 16:11:23
Слушайте, товарищ, вы чего сегодня запрещенного принимали? :о)))
0 |
Гость
26-01-2009 15:05:38
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.Определять факт передачи информации на основании неопределенности - это как-то чересчур смело "Мы не знаем, кто и как тасует шарики под наперстками, но чаще всего шарик оказывается вот здесь".
0 |
malotavr
28-01-2009 12:24:16
Читайте классику, Клода Шеннона, например. По классическому определению информация есть уменьшение уровня неопределенности.
0 |
26-01-2009 10:28:54
В общем, я давно говорил, что телепортация вредна.
0 |
ава
26-01-2009 10:57:58
Ну вот, про микрософт не пофлудить и каментов сразу нет
0 |
DYUMON
26-01-2009 10:58:09
Вот так телепортируют половина на земле останется а полловина с созвездии андромеды
0 |
serij volk
26-01-2009 11:07:39
а этот способ типа годится )) для практического применения... ну ну посмотрим.. P.S. для выше откомментивавшихся, это не имеет никакого отношения к телепортации физических тел, например человека или чайника... речь про передачу информации идет...
0 |
фетиш-мастер [Малиновые штаны]
26-01-2009 11:37:42
как физик по образованию, уточню: речь идет про передачу состояний т.е. имеем, например, 2 частицы, входящих в одну систему. какая-то характеристика (например, спин) сохраняется. теперь меняем спин у первой частицы. в силу закона сохранения, спин второй изменяется. происходит это - мгновенно. т.е. принцип энштейна о максимальной скорости передачи взаимодействия со скоростью света не работает. явление открыто еще фиг знает когда - при изучении продуктов радиоактивного распада. но сейчас только его хотят применять в области передачи информации
0 |
26-01-2009 12:02:40
явление открыто еще фиг знает когдаИ реально применяться будет в отдаленном будущем?
0 |
фетиш-мастер [Малиновые штаны]
26-01-2009 12:34:02
И реально применяться будет в отдаленном будущем?ну пока распределенные в пространстве подобные системы, где можно управлять состоянием частиц, строятся на луче лазера. причем на одном конкретном луче, возможно разделенном на части. а лазерный луч в плохую погоду далеко не передашь. ну а на малых расстояниях и оптоволокно неплохо работает так что, по-видимому, применяться действительно будет только в будущем
0 |
dio
26-01-2009 15:06:31
вообще-то работает, тоесть в квантовой телепортации все еще требуется стандартный канал связи. она выгодна для для криптографии, где попытка вмешательства в такую спутанную пару не возможно
0 |
фетиш-мастер [Малиновые штаны]
26-01-2009 16:45:09
где попытка вмешательства в такую спутанную пару не возможнопока теоретически невозможна кроме там есть свой геморрой с ретрансляцией сигнала
0 |
13384
26-01-2009 16:29:15
как физик по образованиюИзвините магистр, происходит это - мгновенно. т.е. принцип энштейна о максимальной скорости передачи взаимодействия со скоростью света не работает. а какая теория лежит в основе данных явлений близкодействия или дальнодействия? Насколько мне известно, наука до сих пор еще не определилась. И если в близкодействии все пытаются обьяснять взаимодействия посредниками, кварковыми полями или глюонными, или пр там бред, то в дальнодействии на мой взгляд все совсем как-то туманно. Ну не рассматрвать же всерьез принцип мгновенности передачи взаимодействия, это в противном случае будет противоречить закону сохранения энергии. И еще одна веселая теория, всеобщей энтропии вакуума как-то не позволяет относиться к этому всерьез.
0 |
фетиш-мастер [Малиновые штаны]
26-01-2009 16:40:38
а какая теория лежит в основе данных явлений близкодействия или дальнодействия?Ну не рассматрвать же всерьез принцип мгновенности передачи взаимодействия, это в противном случае будет противоречить закону сохранения энергииречь идет о системе, описываемой единой волновой функцией поэтому такое понятие, как расстояние здесь не совсем уместно французы (если не ошибаюсь), ставившие эксперимент на скорость отклика спутанных фотонов, получили данные, что скорость "сигнала" превышает скорость света минимум на 5 порядков (разрешение апаратуры) математически, в рамках квантовой теории, этот отклик происходит вообще практически мгновенно З.Ы. если уж рассматривать наш мир в рамках струнной теории, то наше пространство - не более, чем иллюзия
0 |
друг Дениса
26-01-2009 19:35:27
если смотреть на строение вселенной не с точки зрения геометрии Римана + теория Энштейна + мир Минковского, а с точки зрения Финслеровых пространств с метрикой Бервальда-Моора то можно допустить существование сверхсветовых скоростей (которые имеют место в нашем мире (эксперимент Вонга, сверхсветовое расширение вселенной(типа красное смещение, которое оказывается каг-бе совсем не расширение, а верчение вокруг оси), сверхсветовые источники)) мне почему-то кажется что геометрия Римана есть частичным случаем Финслерового пространсва, и мы живем именно в Финслеровом пространстве, а не в Римановом т.к. наблюдаются вещи которые СТО объяснить не может з.ы. я в этом вопросе не силен поэтому если что сильно не пинайте, но свои 5 копеек вставил ))))
0 |
73888
27-01-2009 11:03:04
...внезапно большая половина коменторов секлаба ощутила пугающую глубину своей тупизны.
0 |
друг Дениса
28-01-2009 01:45:45
Ыыыыы? )))
0 |
26-01-2009 15:38:50
ну блин... информации... я то думал уже завтра буду на работу мимо пробок телепортироваться...
0 |
Страницы: 1  2  3