Команда місії супутника квантової зв'язку QUESS (інакше, "Мо-Цзи") повідомила про перші успіхи в телепортації фотонів з поверхні Землі на орбіту. В рамках місячного експерименту фізикам вдалося здійснити телепортацію 911 фотонів на відстань від 500 до 1400 кілометрів. Це рекордні дистанції для квантової телепортації. Препринт дослідження опублікований на сервері arXiv.org, коротко про нього повідомляє MIT Technoogy Review.
Квантова телепортація полягає в передачі квантового стану однієї частки іншій частці без безпосереднього перенесення першої частки в просторі. Щоб телепортувати, наприклад, поляризацію фотона буде потрібна пара квантово заплутаних часток. Одну з заплутаних часток повинен тримати у себе відправник квантового стану, а другу - одержувач. Потім відправник проводить вимірювання одночасно над переданою часткою і однією з часток заплутаної пари. Квантова заплутаність влаштована таким чином, що дві частки поводяться як єдина система - заплутана частка у одержувача відчуває, що з її парою провели вимірювання і змінює свій стан. Знаючи результат вимірювання на стороні відправника (його можна відправити за звичайним каналом), можна отримати точну копію частки, що відправляється - відразу у одержувача.
Раніше відстань для телепортації обмежувалася десятками кілометрів - в 2012 році австрійські фізики телепортували стани фотонів між Ла Палма і Тенеріфе (143 кілометри). Нова робота долає цю межу і покращує її в кілька разів.
Одна з головних задач для телепортації - розподіл заплутаних фотонів між відправником (на Землі) і одержувачем (супутником) - вже була вирішена фізиками. Робота зі створення заплутаної пари, розділеної на 1200 кілометрів, була опублікована місяць тому в журналі Science. З використанням цих пар залишалося тільки експериментально продемонструвати саму телепортацію.
У новій роботі автори використовували генератор заплутаних фотонів, який встановлено не на супутнику, а на Землі, в обсерваторії Нгарі (Тибет). Він створював понад чотири тисячі заплутаних пар в секунду, один фотон з кожним променем лазера вирушав до супутника, який пролітав над генератором кожну північ. Спочатку вчені показали, що квантова заплутаність зберігається між Землею і супутником, а потім провели телепортацію поляризації фотона. Насправді, для надійної перевірки телепортації вченим було потрібно створювати не одну, а відразу дві заплутані пари фотонів.
Найбільші втрати були пов'язані з турбулентністю і неоднорідністю атмосфери Землі. Ці ефекти призводять до розширення пучка заплутаних фотонів і їх розсіювання - а значить менше часток долітає до супутника.
Всього вдалося успішно телепортувати 911 часток - а за час всього експерименту були підготовлені і передані мільйони фотонних пар. Автори відзначають, що точність телепортації досягає 80 відсотків, а втрати становлять від 41 до 52 децибел (долітає один фотон з 100 тисяч). Якщо передавати аналогічний сигнал за допомогою 1200-кілометрового оптоволокна з рівнем втрат 0,2 децибел на кілометр, то на передачу хоча б одного фотона піде часу в 20 разів більше, ніж час життя Всесвіту.
Квантова телепортація - одна з важливих методик передачі даних в квантовій телекомунікації. Вона необхідна при розробці глобального "квантового інтернету" з ідеально захищеними каналами зв'язку (на рівні фізичних законів, що забороняють клонувати квантові стани). Минулого року протоколи квантової телепортації фізики втілили на міських оптоволоконних лініях.
Як повідомляли Українські Новини, NASA вперше запускає місію по відхиленню астероїда з його первісної траєкторії.
Хто ми такі: Про нас та Контакти. Як ми пишемо новини та наші принципи: Редакційний кодекс. Ми старались, якщо вам сподобалось – задонатьте.
Якщо Ви помітили орфографічну помилку, напишіть нам.