Moscú, 12 jul - Ria novosti. Los físicos de Shanghai declararon la exitosa holding de la primera teletransportación cuántica "Espacio", agachando información sobre el estado de la partícula del satélite Quantum Mo Tzu a la estación de seguimiento de la tierra, el artículo establecido en la biblioteca electrónica arxiv.org
"Declaramos la primera teletransportación cuántica de fotones individuales del Observatorio en la Tierra en la Tierra en el satélite en una órbita cercana a la Tierra, eliminada de ella en 1400 kilómetros. La implementación exitosa de esta tarea abre el camino a una teletransportación de larga distancia y es El primer paso hacia la creación de Internet cuántico ", escribe JianPS -Wey Pan (Jian-Wei PAN) de la Universidad de Shanghai y sus colegas.
El fenómeno de la intrincación cuántica es la base de las tecnologías cuánticas modernas. Este fenómeno, en particular, juega un papel importante en los sistemas de comunicación cuánticos protegidos, dichos sistemas excluyen completamente la posibilidad de una "telefónica" inconsciente debido al hecho de que las leyes de la mecánica cuántica prohíben la "clonación" del estado de las partículas de la luz. Actualmente, los sistemas de comunicación cuánticos se desarrollan activamente en Europa, China, en los Estados Unidos.
Por últimos años Los científicos de Rusia y los países extranjeros han creado docenas de sistemas de comunicación cuánticos cuyos nodos pueden intercambiar datos en distancias suficientemente grandes que constituyen aproximadamente 200-300 kilómetros. Todos los intentos de ampliar estas redes a niveles internacionales e intercontinentales han encontrado dificultades insuperables asociadas con la forma en que se fusiona la luz al moverse a través de la fibra.
Por esta razón, muchos equipos de científicos pensaron en la transferencia de sistemas de comunicación cuánticos al nivel "cósmico", intercambiando información a través de un satélite, lo que permite restaurar o fortalecer la "comunicación invisible" entre fotones confusos. La primera nave espacial de este tipo ya está presente en órbita: es el satélite chino "mo tzu", criado en el espacio en agosto de 2016.
Esta semana, Pan y sus colegas contaron sobre los primeros experimentos exitosos en la teletransportación cuántica realizada a bordo "MO-DZI" y en un enlace en la ciudad de Ngari en el Tíbet, construido a una altura de cuatro kilómetros para intercambiar información con el primer cuántico satélite.
La teletransportación cuántica se describió por primera vez en el nivel teórico en 1993 por un grupo de físicos bajo el liderazgo de Charles Benetta. En su idea, los átomos o los fotones pueden intercambiar información a cualquier distancia en caso de que estén "confundidos" en el nivel cuántico.
Para implementar este proceso, se requiere un canal de comunicación convencional, sin las cuales no podemos leer la condición de las partículas confusas, por lo que se puede usar tal "teletransportación" para transmitir datos a distancias astronómicas. A pesar de tal limitación, la teletransportación cuántica es extremadamente interesante para los físicos e ingenieros por la razón que puede usarse para transferir datos en computadoras cuánticas y para el cifrado de datos.
Guiado por esta idea, los científicos han confundido dos pares de fotones en el laboratorio en Ngari, y pasaron una de las cuatro partículas "enmarañadas" en el lado del "MO-DZI" con un láser. El satélite midió simultáneamente el estado y de esta partícula, y otro fotón, que en ese momento estaba a bordo, con el resultado de que la información sobre las propiedades de la segunda partícula al instante "teletransportada" al suelo, cambiando cómo "Terreno", el cambio de la "tierra". Confundido con la primera partícula.
En total, como dicen los físicos chinos, logró "confirmar" y teletransportar a más de 900 fotones, lo que confirmó la exactitud del trabajo de "MO-DZI" y demostró que la teletransformación cuántica "orbital" bilateral es posible en principio. De manera similar, a medida que los científicos señalaron, no solo los fotones, sino también los qubits, las células de la memoria de una computadora cuántica, y otros objetos del mundo cuántico se pueden transmitir.
Un video apareció en Internet, supuestamente disparo con una cámara de vigilancia al aire libre en una de las calles de la ciudad en China. Un incidente inusual se captura en el video, que, si el juez por fecha en el video, ocurrió a la medianoche del 9 de mayo de 2012.
El video se ve claramente cómo un camión se está acercando rápidamente a la carretera de reconstrucción. Parecería que la colisión es inevitable, pero inesperadamente bicicleta junto con el ciclista desaparece milagrosamente y aparece al otro lado de la calle.
En una cámara lenta, se ve cómo una persona corre a una bicicleta a alta velocidad, es suficiente para una manera milagrosa para teletransportar a otro final de la carretera. El conductor del camión mientras tanto se queda fuera del auto y mira debajo del camión, pero señala que la bicicleta junto con su dueño está de pie en el lado seguro de la calle. Al mismo tiempo, "Teleport Man" abandona la escena.
Roller anotó alrededor de 1 millón de visualización en YouTube. Por supuesto, la mayoría de los usuarios confían en que el video es una publicidad falsa o viral a la segunda parte de la película popular "Teleport". Sin embargo, hubo aquellos que consideran que este incidente es real. Muchos de ellos sugirieron que "Teleport Man" o uno nuevo, o un viajero de tiempo.
Realizó un experimento satelital sobre la transmisión de estados cuánticos entre pares de fotones confusos (la llamada teletransportación cuántica) para una distancia récord, más de 1200 km.
El fenómeno (o confusión) ocurre cuando la interdependencia (correlación) de los estados de dos o más partículas, que se puede muestrear a distancias arbitrariamente distantes, pero al mismo tiempo continúan "sentirse" entre sí. La medición del parámetro de una partícula conduce a la destrucción instantánea del estado confuso del otro, lo que es difícil de someter sin comprender los principios de la mecánica cuántica, especialmente desde las partículas (fue especialmente mostrado En experimentos sobre la violación de las llamadas desigualdades de las campanas), no se mantendrían parámetros ocultos en los que la información sobre el estado del "compañero", y al mismo tiempo un cambio instantáneo de estado no conduce a una violación del principio de La causalidad y no nos permite transmitir información útil.
Para transferir información real, también es necesario participar partículas que se mueven a una velocidad que no exceda la luz. Como las partículas confusas, por ejemplo, los fotones que tienen un progenitor común pueden actuar como un parámetro dependiente, por ejemplo, su giro.
No solo los científicos involucrados en física fundamental, sino también a los ingenieros que diseñan comunicaciones protegidas, también están interesadas en la transferencia de estados de partículas intrincadas para más de distancias adicionales y en las condiciones más extremas. Se cree que el fenómeno de la maraña de partículas en el futuro nos proporcionará en principio canales de comunicación sin descarga. La "protección" en este caso servirá a la notificación inevitable de los participantes de la conversación que el tercero de alguien intervino en su conexión.
La evidencia de esto serán las leyes poco realistas de la física, un colapso irreversible de la función de onda.
Sin embargo, los prototipos de dispositivos para la implementación de una comunicación cuántica tan protegida ya han sido creados, existen ideas para comprometer el trabajo de todos estos "canales absolutamente protegidos", por ejemplo, mediante mediciones cuánticas débiles reversibles, por lo que aún no está claro si La criptografía cuántica podrá salir de la prueba de prototipos, no todos los desarrollos de anticipación condenados y inadecuados para la aplicación práctica.
Otro punto: la transferencia de estados intrincados todavía se llevó a cabo solo a distancias que no excedan los 100 km, debido a la pérdida de fotones en fibra o en el aire, ya que la probabilidad de que al menos parte de los fotones llegue al detector se vuelve eximido. . De vez en cuando, hay mensajes sobre el siguiente logro en este camino, pero para cubrir todo el globo a este enlace hasta que parece posible.
Así, a principios de este mes, los físicos canadienses anunciaron intentos exitosos de contactar con un canal cuántico protegido con un avión, pero estaba a solo 3-10 km del transmisor.
Uno de los caminos mejora cardinal La propagación de la señal se reconoce como el llamado Protocolo de repetidores cuánticos, pero su valor práctico permanece en cuestión debido a la necesidad de resolver una serie de momentos técnicos complejos.
Otro enfoque es usar tecnologías satelitales, ya que el satélite puede permanecer en visibilidad directa al mismo tiempo para diferentes lugares remotos en la Tierra. La principal ventaja de este enfoque puede ser lo que la mayoría de Las vías de fotones estarán prácticamente al vacío con una excepción de absorción y degeneración casi cero (interrupción de la coherencia debido a la interacción de las partículas con el medio ambiente).
Para demostrar la viabilidad de los experimentos satelitales, los especialistas en chinos llevaron a cabo pruebas terrestres preliminares que demostraron la exitosa distribución bidireccional de pares de fotones confusos a través de un medio abierto a una distancia de 600 m, 13 y 102 km con una pérdida efectiva del canal 80 dB. También se llevaron a cabo experimentos en la transferencia de estados cuánticos en plataformas móviles bajo altas pérdidas y turbulencias.
Después de una justificación técnica y económica detallada, con la participación de los científicos austriacos, se desarrolló un valor satelital de $ 100 millones, lanzado el 16 de agosto de 2016 desde el cosmódromo de Jusuan en el desierto de Gobi utilizando el misil de Carrier de Changzhhen-2D en ORBIT 500 km de altura.
El satélite recibió el nombre "MO TZU" en honor al antiguo filósofo chino v siglo a BC, el fundador de Misa (la doctrina del amor universal y el carácter estatal). Durante varios siglos en China, el Moismo compitió con éxito con el confucianismo hasta que este último fue adoptado como una ideología estatal.
El apoyo a la misión "MO TZU" proporciona tres estaciones terrestres: en Dalinhe (provincia de Qinghai), Nanshan en Urumchi (Xinjiang) y el Observatorio Gaomeigu (GMG) en Lijiang (Provincia de Yunnan). Dalinehe y Lijage es de 1203 km. La distancia entre el satélite orbital y estas estaciones de tierra varían de 500-2000 km.
Debido al hecho de que los fotones confusos no pueden ser simplemente "reforzados", como señales clásicas, fue necesario desarrollar nuevos métodos para reducir la atenuación en los canales de transmisión entre la Tierra y los satélites. Para lograr la eficiencia de la comunicación deseada, fue necesario lograr al mismo tiempo y la divergencia mínima de vigas, y una guía de alta velocidad y altamente precisa en los detectores.
Habiendo desarrollado una fuente espacial ultra alta de tecnología de APT confusa y de alta precisión de dos fotones (adquiriendo, señalando y rastreo), el grupo estableció un "embrague cuántico" entre pares de fotones, dividió 1203 km, los científicos realizaron el Llamadas pruebas de prueba para verificar los trastornos de la voladura (la capacidad de afectar instantáneamente a las partículas de estado remoto) y recibió un resultado con la importancia estadística de cuatro sigma (desviaciones RMS).
Diagrama de fuente de fotones en satélite. El grosor de cristal KTIOPO4 (PPKTP) es de 15 mm. Un par de espejos cóncavos extra axibles enfoca el láser de la bomba (PL) en el centro del cristal PPKTP. En la salida del interferómetro de Sanyak, se usan dos espejos dicromáticos (DM) y filtros para separar los fotones de señal de bombeo del láser. Dos espejos adicionales (PI), controlados de forma remota de la Tierra, se utilizan para ajustar con precisión la dirección del haz para una eficiencia de recolección de haz óptima. QWP es la sección de fase de cuarto de onda; HWP - sección de fase de vida media; PBS es un haz de polarización.
En comparación con los métodos anteriores utilizando las muestras comerciales más comunes de fibra de telecomunicaciones, la eficiencia del compuesto satelital fue para muchos órdenes de magnitud más altas, lo que, de acuerdo con los autores del estudio, abre su camino a aplicaciones prácticasAnteriormente inaccesible en la Tierra.
Sistema para la preparación de estados confusos y estados transmitidos a teletransportación.
El equipo de la Misión Satélite de Comunicación Quess Quss, anunció los primeros éxitos en la teletransportación de fotones de la superficie de la Tierra en órbita. Como parte del experimento mensual, los físicos lograron realizar teletransportación de 911 fotones para una distancia de 500 a 1400 kilómetros. Esta es una distancia récord para la teletransportación cuántica. La investigación de investigación se publica en el servidor ARXIV.ORG, informa brevemente la revisión de Technology MIT.
La teletransportación cuántica es transmitir el estado cuántico de una partícula con otra partícula sin la transferencia inmediata de la primera partícula en el espacio. Para teletransportar, por ejemplo, la polarización de fotones necesitará un par de partículas intrincadas cuánticas. Una de las partículas enredadas debe mantener al remitente del estado cuántico, y el segundo es el destinatario. Luego, el remitente se mide simultáneamente sobre la partícula transmitida y una de las partículas del par confuso. La confusión cuántica se dispone de tal manera que se comportan dos partículas como un solo sistema: una partícula confusa en el receptor siente que con su pareja hubo una medición y cambia su estado. Conocer el resultado de la medición en el lado del remitente (puede ser enviado por el canal habitual), puede obtener una copia exacta de la partícula separada, inmediatamente en el destinatario. Puedes leer más sobre esto en nuestro material CUANTUM CUANTUM: "".
Anteriormente, la distancia para la teletransportación se limitaba a docenas de kilómetros, en 2012, los físicos austriacos teletransportaban el estado de los fotones entre La Palma y Tenerife (143 kilómetros). El nuevo trabajo supera esta línea y lo mejora varias veces.
Una de las tareas principales para la teletransportación es la distribución de fotones intrincados entre el remitente (en la Tierra) y el destinatario (satélite), ya ha sido resuelto por los físicos. Trabajar en la creación de un par confuso, dividido por 1200 kilómetros fue hace un mes en la revista Ciencias. El uso de estos vapor se mantuvo solo experimentalmente demostrar la teletransportación en sí.
Esquema de experimento
Ji-Gang Ren et al. / arxiv.org, 2017
En el nuevo trabajo, los autores utilizaron el generador de fotón enredado instalado en el satélite, pero en la Tierra, en el Observatorio Ngari (TIBET). Creó más de cuatro mil parejas enredadas por segundo, un fotón de cada uno envió un rayo láser a un satélite, que voló sobre el generador cada medianoche. Al principio, los científicos han demostrado que la confusión cuántica se conserva entre la Tierra y el satélite, y luego realizó una teletransportación de polarización de fotones. De hecho, para una prueba confiable de teletransportación, los científicos necesitaban crear no solos, pero a la vez dos pares de fotones confusos.
Las mayores pérdidas se asociaron con la turbulencia y la heterogeneidad de la atmósfera terrestre. Estos efectos conducen a la ampliación del haz de fotones confusos y su dispersión, lo que significa que menos partículas alcanzan el satélite.
En total, fue posible teletransportar con éxito las partículas de 911. y durante todo el experimento, se prepararon y transferieron millones de pares de fotones. Los autores señalan que la precisión de la teletransportación alcanza el 80 por ciento, y las pérdidas varían de 41 a 52 decibelios (un fotón de 100 mil). Si transmite una señal similar a 1200 kilómetros de fibra con un nivel de pérdida de 0,2 decibel por kilómetro, entonces la transferencia de al menos un fotón dejará la hora 20 veces más que la vida útil del universo.
La teletransportación cuántica es una de las técnicas de transferencia de datos importantes en las telecomunicaciones cuánticas. Es necesario al desarrollar un "Internet cuántico" global con canales de comunicación idealmente protegidos (a nivel de las leyes físicas que prohíben los estados cuánticos de clonación). El año pasado, los protocolos de teletransportación cuántica de la física en las líneas ópticas de fibra urbana.
Vladimir korolev
15 de enero. 2016, 17:30:49El futuro teletransportación es solo la primera etapa de toda una serie de experiencias.
Foto: Saraeva.Vladivostok, IA PrimoryE24. En el futuro, los científicos chinos planean realizar el primer experimento del mundo para implementar la teletransportación cuántica, la versión de informes.
La distancia declarada para la cual las partículas se moverán es de 1,200 kilómetros. Pero los planes de científicos del Reino Medio le cuentan noticias de la naturaleza. Se sabe que en el marco de la prueba, los especialistas en junio del año en curso lanzarán un satélite cercano a la Tierra. Será un vínculo entre dos estaciones de tierra. Se sabe que los expertos planean enviar partículas de China a Viena. Antes de ejecutar el llamado teletransportado, los científicos descubrirán cuán confiable la relación criptográfica entre las ciudades. Desde los roles de teletransporte, se realizará el satélite, será un movimiento de fotones sin contacto. La distancia entre las estaciones en Europa y China es más de 1,200 kilómetros. El éxito de la prueba, según los científicos, es sin duda. El hecho de que se pueda llevar a cabo la teletransportación cuántica, incluidas las mayores distancias, se ha dado a conocer a mediados del siglo pasado.
Según los físicos, la futura teletransportación de partículas de China a Europa con un satélite es solo la primera etapa de toda una serie de experimentos. En el futuro, los científicos planean llevar a cabo una experiencia similar con la participación de las estaciones sobre satélite, tierra y luna. El proceso de teletransportación cuántico es la transferencia de estado cuántico de ciertas partículas a cualquier distancia. Para su implementación, los expertos toman una partícula cuántica emparejada y divídalo a las acciones. Según las reglas de la mecánica cuántica, en el caso de las partículas domésticas entre sí, cada una de las acciones mantiene información sobre su pareja. El estudio analógico ya ha realizado empleados de la Universidad Americana. Se las arreglaron para realizar teletransportaciones cuánticas en 102 kilómetros. Para la implementación del proceso, los especialistas no se utilizaron satélite, sino fibra óptica. A pesar del hecho de que los fotones emparejados se separaron a una distancia de más de cien kilómetros, el cambio en el estado de uno de ellos afectó al otro.
