Физики продемонстрировали надежную квантовую телепортацию

[Нелли]

Физики продемонстрировали надежную квантовую телепортацию

Ученые из Нидерландов и Великобритании продемонстрировалии квантовую телепортацию между двумя кубитами, разделенными расстоянием в три метра. Краткое сообщение об исследовании доступно на сайте Делфтского технического университета в Нидерландах, а статья ученых опубликована в журнале Science.

Ученым удалось передать на расстояние квантовую информацию — в данном случае квантовое состояние электрона, характеризующегося определенным спиновым состоянием частицы. В эксперименте ученые использовали алмаз, который охладили до сверхнизких температур. Высокоупорядоченная организация кристалла позволила ученым изучить спиновые состояния единичных электронов и добиться высокой надежности передачи информации (состояния частицы).

Квантовая телепортация представляет собой передачу квантового состояния частицы (системы частиц) на расстояние. Для этого используется разнесенная на расстояние пара сцепленных (запутанных) частиц: согласно квантовой механике, даже при удалении таких частиц друг от друга они сохраняют информацию о состоянии своего партнера. Такие запутанные частицы нарушают принцип локальности, согласно которому на состояние объекта может оказывать влияние только его близкое окружение. Это противоречие связано с парадоксом Эйнштейна-Подольского-Розена и составляет одну из основных концептуальных трудностей квантовой механики.

В дальнейшем ученые планируют осуществить квантовую телепортацию на расстояние около 1300 метров. Квантовая телепортация является важным этапом в создании квантовых компьютеров и сетей, в которых вместо классических единиц информации — битов, используются их квантовые аналоги — кубиты. Вычислительные аппараты, функционирующие на основе законов квантовой механики, предполагают существенное повышение быстродействия и безопасности выполнения операций.


P.S.
За новость благодарим участника flight

[Нелли]

Ученые доказали возможность телепортации материальных объектов, "телепортировав" атомы на расстояние в 3 метра

В далеком, а может и не таком и далеком будущем, телепортация материальных объектов и даже живых людей в стиле "Звездного пути" станет возможной. Доказательством этому стали результаты экспериментов, проведенных учеными из Технологического университета Дельфта (Delft University of Technology), Нидерланды, которым удалось телепортировать на расстояние в три метра квантовое состояние материальных частиц, атомов вещества, выступающих в роли квантовых битов, кубитов.

"То, что нам удалось телепортировать на сегодняшний день, является лишь состоянием материальной частицы" - рассказывает профессор Рональд Хэнсон (Ronald Hanson) под руководством которого проводились эксперименты по квантовой телепортации, - "Но в физике не существует никаких законов, запрещающих телепортацию материальных объектов. И каждый объект, включая живых людей, можно рассматривать как совокупность атомов, связанных между собой, имеющих определенные квантовые и энергетические характеристики. Поэтому, в будущем ним ничего не должно мешать моментально перемещаться, телепортируясь из одной точки пространства в другую".

Основой установки, "телепортировавшей" атомы, являются два кристалла алмаза, охлажденные до сверхнизких температур. В качестве телепортируемых частиц выступали свободные электроны, пойманные в ловушку кристаллической решетки алмаза. Воздействие света лазера на эти электроны позволило упорядочить их направление вращения и запутать между собой электроны, находящиеся в различных кристаллах, разнесенных на расстояние в три метра. Вся последовательность вышеупомянутых действий превратила вращающиеся электроны в пары запутанных между собой квантовых битов, кубитов.

При помощи света дополнительного лазера ученые могли управлять и считывать квантовое состояние пар запутанных кубитов. И самое что удивительное, это то, что передача информации через такой квантовый канал производилась совершенно без ошибок, со 100-процентной достоверностью.

Данное достижение представляет собой первый реальный шаг на пути создания квантового варианта Интернета, который вначале будет сетью, связывающей между собой сверхбыстрые квантовые компьютеры, вычислительные мощности которых в огромное количество раз будут превосходить вычислительные мощности самых современных суперкомпьютеров.

"Главным применением разработанной нами технологии квантовой телепортации является создание квантового Интернета, возможности которого будут отличаться от возможностей обычного Интернета так же, как и возможности обычных компьютеров отличаются от возможностей квантовых компьютеров будущего" - рассказывает профессор Хэнсон, - "Кроме высоких скоростей передачи информации квантовый Интернет будет передавать информацию от передающего узла непосредственно принимающему узлу, что на все 100 процентов исключит возможность перехвата передаваемой информации".

В скором времени ученые из Нидерландов планирую провести очередную серию экспериментов, в ходе которых будут производиться попытки телепортации информации между кубитами, разнесенными на большое расстояние. Эти эксперименты начнутся с расстояния между кубитами, равного 1300 метрам, и это расстояние может быть увеличено позже. А целью данных экспериментов будет дальнейшее улучшение технологий квантовой телепортации и попытка подтверждения или опровержения предположения, которое утверждает, что информация, передаваемая между запутанными кубитами, распространяется со скоростью света.