Шанхайские ученые-физики сообщили о том, что им удалось успешно провести первую «космическую» квантовую телепортацию, переправив данные о состоянии частицы с квантового спутника «Мо-дзы» на земную станцию слежения.

Как отмечает ученый Цзянь-Вэй Пань и его коллеги из университета Шанхая, что ими была проведена первая квантовая телепортация одиночных фотонов с земной обсерватории на спутник, находящийся на орбите планеты, и удаленный от нее на 1400 километров. Благодаря успешной реализации данной задачи исследователи получили возможность попытаться реализовать сверхдальнюю телепортацию. Помимо этого, успешная телепортация является первым значительным шагом на пути к созданию квантового интернета.

В основе современных квантовых технологий лежит феномен квантовой запутанности. В частности, данное явление имеет большое значение для систем защищенной квантовой связи – системы подобного рода в полной мере исключают вероятность незаметной прослушки, поскольку по законам квантовой механики клонирование состояния частиц света невозможно. На данный момент активные разработки систем квантовой связи ведутся в Китае, Европе и Соединенных Штатах Америки.

В последние несколько лет российским и зарубежным ученым удалось создать достаточно много систем квантовой связи, в которых обмен данными может производиться на достаточно большие расстояния, составляющие порядка 200-300 километров. В то же время, все попытки эти сети расширить до межконтинентального или хотя бы до международного уровня оказались безуспешными, поскольку возникли непреодолимые трудности, связанные с тем, что свет при движении через оптоволокно угасает.

Это заставило исследователей задуматься о том, чтобы перевести системы квантовой связи на космический уровень, передавая информацию при помощи спутника, позволяющего усиливать или восстанавливать незримые связи между запутанными фотонами. Нужно сказать, что первый космический аппарат подобного рода на орбите уже присутствует – речь идет о китайском спутнике «Мо-дзы», который был выведен в космическое пространство в конце лета прошлого года.

На днях китайские ученые во главе с Панем поделились первыми успехами экспериментов, проводимых по квантовой телепортации на борту спутника и на станции связи, расположенной на Тибете в городке Нгари. Станция построена специально для обмена данными с квантовым спутником и расположена на высоте 4 километра.

На теоретическом уровне квантовую телепортацию впервые описали ученые-физики во главе с Чарльзом Беннетом в 1993 году. Согласно предположениям исследователей, фотоны или атомы могут обмениваться данными на любом расстоянии, но только в том случае, если на квантовом уровне они будут запутаны.

Для реализации данного процесса нужен обычный канал связи, без которого невозможно прочесть состояние запутанных частиц. По этой причине для передачи информации на астрономические расстояния использование квантовой телепортации невозможно. Однако, несмотря на подобное ограничение, квантовой телепортацией очень интересуются инженеры и физики. А все потому, что ее можно использовать для шифровки данных и передачи информации в квантовых компьютерах.

Взяв эту идею за основу, исследователи запутали в лаборатории в Нгари несколько пар фотонов, после чего передали с помощью лазера одну из спутанных частиц на спутник «Мо-дзы». Спутник измерил состояние полученной частицы и одновременно сделал замеры второго фотона, который в то время был на спутнике. В конечном итоге, данные о свойствах второго фотона были мгновенно телепортированы на наземную станцию.

Таким образом, по словам китайских физиков, они смогли запутать и передать более девяти сотен фотонов. Благодаря этому была подтверждена корректность работы спутника «Мо-дзы» и доказана возможность двусторонней орбитальной квантовой телепортации. Как отмечают исследователи, при помощи квантовой телепортации можно передавать не только фотоны, но и ячейки памяти квантового компьютера (кубиты), а также прочие объекты квантового мира.

No related links found


Комментарии:

Leave a reply