НОВИНИ


КВАНТОВА ТЕЛЕПОРТАЦИЯ РАЗБИ РЕКОРДА - НАД 7 КМ ПО ОПТИЧЕН КАБЕЛ
21.09.2016

Снимка: www.silicon.es

Два отделни екипа учени пренесоха квантовата телепортация от лабораторията в реалния свят.
 
Изследователи, работещи в Калгари, Канада и Хефей, Китай, използваха съществуващите градски мрежи с оптични влакна за предаване на малки единици информация чрез квантово вплитане - "призрачното нелокално действие" на Айнщайн, разказва Discover Magazine.
Пробивът на двата екипа е описан в две отделни публикации (1, 2) вчера в Nature Photonics. Това са важни постижения за комуникациите и технологиите за криптиране.
Квантовата телепортация излезе от лабораториите
Според квантовата механика, някои обекти като фотони или електрони, могат да бъдат вплетени. Това означава, че няма значение колко далеч са един от друг, това, което се случва с един ще се отрази на другия мигновено. За Айнщайн, това изглеждаше нелепо, защото то означава, че информацията се движи по-бързо от скоростта на светлината, нещо, което е невъзможно. Но многобройни експерименти показаха, че вплитането наистина съществува. Предизвикателството е да се научим да го използваме.
Вече има успешни за пренос на информация при експерименти в лаборатории с помощта на квантово вплитане. Но да се пренесе това в реалния свят, където има множество фактори могат да компроментират процеса е много по-трудна задача.
Но двата екипа изследователи са направили точно това.
 


И двата експеримента кодират съобщение във фотон и го изпращат до своего рода междинна станция. Там съобщението се прехвърля към друг фотон, който се вплита с постъпилия фотон. Това разрушава информацията, съхранявана в първия фотон, но предава информацията чрез вплитане към приемника. Станцията измерва фотона, създавайки един вид ключ - декодер - който може да декриптира информацията на вплетените фотони. След това този ключ се изпраща по интернет, после се комбинира с информацията, съдържаща се във вплетените фотони, за да се разкрие съобщението.

Концепцията за квантовата на телепортация традиционно се обяснява с трима участници: Алис, Боб и Чарли. Алис и Боб си обменят криптографски ключове, но за да се осъществи телепортацията е нужен и Чарли.

Първо Алис изпраща частицата (А) към Чарли. Боб, междувременно, създава двойка вплетени частици (B & C) и изпраща B до Чарли и задържа C. Чарли получава и двете частици А и B и ги измерва по такъв начин, че е невъзможно да се каже коя частица е изпратена от Алис и коя - от Боб. Така резултатите от измерванията на квантово състояние на частицата А се прехвърлят на частицата C, която е при Боб.

Двaтa експериментa не са предали много информация - експериментът Калгари е по-бързият, 17 фотони в минута. Експериментът Хефей може да познае състоянието на фотоните с по-голяма точност обаче. Докато учените Калгари успели за около 25% от времето, изследователите Хефей - повече от 50% от времето, поради включване на допълнителна стъпка в процеса, която отнема много време. Тъй като и двата метода имат своите предимства, най-вероятно всеки от тях ще стане основа за по-нататъшни изследвания.

Важното е, че двата екипа използват съществуващата телекомуникационна инфраструктура, за да се постигне нещо, което бе правено преди само в лаборатории. Екипът на Калгари изпратиха фотони на разстояние от 6.2 км, докато екипът на Хефей достига почти 9 мили (14.5 км).

Телепортация!

Това не е телепортация в смисъла на "Стар Трек" - фотоните не изчезват от едното място и не се появяват в другото. Вместо това, се телепортира информацията чрез квантовото вплитане. Името "телепортация" се използва, тъй като първоначалното изпратено съобщение е унищожено, когато фотона-носител се измери и само информацията, която получава, се телепортира от едно място на друго.
 

Сателитна снимка (NASA World Wind) на Канарските острови Тенерифе и Ла Палма и преглед на експерименталната схема.

Квантова телепортация на дълги разстояния е осъществена още през 2012 г. от екип изследователи от Австрия. Те изпращат информация над Атлантическия океан между два от Канарските острови с помощта на лазери като е постигнато максимално работно разстояние на системата от 150 км. Използването на лазери за изпращане на информация може да работи в някои ситуации, защото неблагоприятните условия на околната среда могат да нарушат сигнала. Ето защо сега се използва мрежа от оптични кабели, вместо лазери.

Квантовата телепортация вероятно ще бъде използвана като средство за криптиране на информация. Тъй като двата фотона комуникират един с друг чрез вплитане, няма начин външен субект да ги прочете. За да декодирате съобщението, ще ви трябва ключ, който се изпраща по интернет. Дори и да засечете ключа, все още ще имате само половината от пъзела - за да прочетете съобщението, ще трябват и самите вплетени фотони.

Процесът може теоретично да се използва, за да се създаде мрежа от квантови ретранслатори, която да се изгради между градове и държави, пише New Scientist. Някой ден същото това призрачно действие, което разочарова Айнщайн, може да доставя нашите имейли.
 
източник: nauka.offnews.bg

 


 
311536