|
Квантовый прорыв открыл путь к телепортации
|
|
|
|
Из всех захватывающих технологий, которые пронизывают вселенную "Звездного пути", телепортатор, пожалуй, является одной из самых захватывающих идей. Подобно кошмарному кораблю Тесея, где атомы, из которых состоит само наше существо, аннигилируются, а затем собираются заново в каком-нибудь отдаленном месте, телепортация не только технологически недоступна, но и вызывает изрядное философское ломание рук.
|
|
|
|
Хотя восстановить семь миллиардов миллиардов миллиардов атомов, из которых состоит человеческое тело, невозможно (по крайней мере, в 21 веке), телепортация в квантовой сфере гораздо более осуществима, хотя и отнюдь не легка. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, группа ученых из Штутгартского университета, Саарского университета и Института исследования твердого тела и материалов им. Лейбница в Дрездене (IFW Dresden) успешно передала квантовую информацию между двумя фотонами от удаленных источников света, генерируемых квантовыми точками. Хотя это не первая квантовая телепортация, когда-либо осуществленная (к этой “первой в мире” приложено немало модификаций), это важный шаг на пути к созданию квантовых ретрансляторов, которые будут служить узлами будущего квантового Интернета.
|
|
|
|
Подобно цифровым данным, квантовая информация кодируется нулями и единицами, но в зависимости от поляризации фотонов. Поскольку фотоны подчиняются законам квантовой механики, поляризацию фотона невозможно прочитать, не оставив следов, и именно поэтому квантовый интернет был бы по своей сути безопасным. Ученые доказали, что будущий квантовый интернет действительно может работать в существующих оптоволоконных сетях (в конце концов, это всего лишь свет), но есть одна загвоздка: квантовая информация не может быть усилена обычными ретрансляторами, поскольку это разрушило бы квантовое состояние. Вместо этого ученым нужно было усовершенствовать обходной путь, и именно здесь на помощь приходит квантовая телепортация.
|
|
|
|
|
|
|
“Впервые в мире нам удалось передать квантовую информацию между фотонами, исходящими из двух разных квантовых точек”, - говорится в заявлении для прессы Питера Мишлера, соавтора исследования из Университета Штутгарта. “Передача квантовой информации между фотонами из разных квантовых точек является важным шагом на пути к преодолению больших расстояний”.
|
|
|
|
Одной из самых сложных технических задач в этом исследовании было создание фотонов, которые были бы неотличимы друг от друга, а это означает, что они имели бы одинаковый временной профиль и цвет. Это чрезвычайно сложно, когда фотоны исходят из разных источников света, как в данном исследовании.
|
|
|
|
“Кванты света из разных квантовых точек никогда раньше не телепортировались, потому что это очень сложная задача”, - сказал Тим Стробел, ведущий автор исследования из Университета Штутгарта, в заявлении для прессы. “В этих полупроводниковых островках присутствуют определенные фиксированные уровни энергии, точно так же, как в атоме”.
|
|
|
|
По словам Штробеля, IFW в Дрездене разработала технологию создания квантовых точек с минимальными различиями, что означает, что они могут генерировать фотоны, которые удивительно похожи друг на друга. Одна квантовая точка генерирует одиночный фотон, а другая - пару фотонов.
|
|
|
|
Ключом к выполнению этой телепортации между двумя частицами были частотные преобразователи, которые корректировали разницу частот между двумя фотонами. Хотя вероятность успешной телепортации в настоящее время составляет около 70 процентов, авторы надеются, что будущие усовершенствования позволят увеличить это число, а также продолжат уменьшать разницу между двумя фотонами. “Мы хотим уменьшить это за счет совершенствования технологий производства полупроводников”, - сказал Штробель в заявлении для прессы.
|
|
|
|
Квантовые ретрансляторы долгое время были серьезным инженерным препятствием, отделяющим нас от будущего квантового Интернета, но с улучшением телепортации это препятствие выглядит все менее и менее устрашающим.
|
|
|
|
Источник
|
