Ir Sasniegts Teleportācijas Pavērsiens

{h1}

Zinātnieki ir mazliet tuvinājušies teleportācijas "star trek" varoņdarba sasniegšanai.

Zinātnieki ir mazliet tuvinājušies teleportācijas "Star Trek" varoņdarba sasniegšanai. Neviens neveic galaktiku lēcienu un pat nestaro apkārt esošos cilvēkus, bet pirmo reizi informācija tiek teleportēta starp diviem atsevišķiem atomiem metra attālumā - apmēram pagalmā.

Šis ir nozīmīgs pagrieziena punkts jomā, kas pazīstama kā kvantu informācijas apstrāde, sacīja Kristofers Monro no Merilendas Universitātes Apvienotā Kvantu institūta, kurš vadīja centienus.

Teleportācija ir viens no dabas noslēpumainākajiem transporta veidiem: informācija par kvantu, piemēram, daļiņas griešanās vai fotona polarizācija, tiek pārvietota no vienas vietas uz otru, nebraucot caur jebkuru fizisku datu nesēju. Iepriekš tas tika panākts starp fotoniem (elektromagnētiskā starojuma vienību vai kvantu, piemēram, gaismu) ļoti lielos attālumos, starp fotoniem un atomu ansambļiem un starp diviem tuvējiem atomiem, izmantojot trešdaļas starpniecību.

Neviens no tiem tomēr nenodrošina reālus līdzekļus kvantu informācijas glabāšanai un pārvaldīšanai lielos attālumos.

Tagad JQI komandai kopā ar Mičiganas universitātes kolēģiem ir izdevies teleportēt kvantu stāvokli tieši no viena atoma uz otru vairāk nekā metra attālumā. Šī spēja ir nepieciešama funkcionējošām kvantu informācijas sistēmām, jo ​​tām būs nepieciešama atmiņas glabāšana gan nosūtīšanas, gan saņemšanas galā.

Žurnāla 23. janvāra numurā Zinātne, zinātnieki ziņo, ka, izmantojot viņu protokolu, teleportēto informāciju no viena atoma uz otru ar precīzu precizitāti var atgūt apmēram 90 procentus laika - un šo skaitli var uzlabot.

"Mūsu sistēmai ir potenciāls veidot pamatu liela mēroga" kvantu atkārtotājam ", kas var savienot kvantu atmiņas lielos attālumos," sacīja Monro. "Turklāt mūsu metodes var izmantot kopā ar kvantu bitu operācijām, lai izveidotu galveno komponentu, kas nepieciešams kvantu aprēķināšanai."

Kvantu dators varētu veikt noteiktus uzdevumus, piemēram, ar šifrēšanu saistītus aprēķinus un milzu datu bāzu meklēšanu, daudz ātrāk nekā parastās mašīnas. Pūles izstrādāt funkcionējošu modeli visā pasaulē izraisa lielu interesi.

Teleportācija un sapīšanās

Fizikāns Ričards Feinmans tiek citēts tā, ka "ja domājat, ka saprotat kvantu mehāniku, jūs nesaprotat kvantu mehāniku". Vai arī dažreiz viņš tiek citēts šādi: "Es domāju, ka es varu droši teikt, ka neviens nesaprot kvantu mehāniku."

Neskatoties uz to, Merilendas universitāte apraksta Monro darbu šeit.

Teleportācija notiek ievērojamas kvantu parādības, ko sauc par sapīšanos, dēļ, kas notiek tikai atomu un subatomiskajā mērogā. Kad divi objekti ir nonākuši sapinušies, to īpašības ir nesaraujami saistītas. Kaut arī šīs īpašības pēc mērīšanas nav zināmas, līdz tiek veikts mērījums, viena objekta mērīšana uzreiz nosaka otra īpašības, neatkarīgi no tā, cik tālu viņi atrodas.

JQI komanda plānoja sapīties divu atsevišķu ytterbium jonu kvantu stāvokļus, lai informāciju, kas iemiesota viena stāvokļa stāvoklī, varētu teleportēt uz otru. Katrs jons tika izolēts atsevišķā augsta vakuuma slazdā, suspendēts neredzamā elektromagnētisko lauku sprostā un ieskauts metāla elektrodos.

Pētnieki identificēja divus viegli saskatāmus jonu zemes (zemākās enerģijas) stāvokļus, kas kalpos kā alternatīvas atomu kvantu bitu jeb bitu "bitu" vērtības.
Parastie elektroniskie biti (saīsināti ar bināriem cipariem), piemēram, personālajā datorā, vienmēr atrodas vienā no diviem stāvokļiem: izslēgti vai ieslēgti, 0 vai 1, augsts vai zems spriegums utt. Kvantu biti tomēr var būt dažos kombinācija, ko vienlaikus dēvē par "superpozīciju", piemēram, monēta, kas vienlaikus ir galvas un astes - līdz tiek veikts mērījums. Tieši šī parādība piešķir kvantu aprēķiniem ārkārtas spēku.

Lāzera impulss sāk procesu

Eksperimentālā procesa sākumā katrs jons (apzīmēts ar A un B) tiek inicializēts noteiktā pamata stāvoklī.

Pēc tam jons A tiek apstarots ar speciāli pielāgotu mikroviļņu pārraidi no viena no tā sprosta elektrodiem, ievietojot jonu vēlamajā divu kvadrātvielu stāvokļu superpozīcijā - faktiski "ierakstot" atmiņā "teleportējamo informāciju".

Tūlīt pēc tam abi joni tiek satraukti ar pikosekundi (vienu triljondu sekundes) lāzera impulsu. Impulsa ilgums ir tik īss, ka katrs jons izstaro tikai vienu fotonu, jo tas izstaro lāzera iegūto enerģiju un nokrīt atpakaļ vienā vai otrā no diviem kbitiem esošiem zemes stāvokļiem.

Atkarībā no tā, kurā no tā ietilpst, jons izstaro viena no divu veidu fotoniem ar nedaudz atšķirīgiem viļņu garumiem (apzīmēti ar sarkanu un zilu), kas atbilst diviem atomu kvadrātveida stāvokļiem. Savienojums starp šiem fotoniem galu galā sniegs indikatora signālu.

Stāvētāja sastapšanās

Katru izstaroto fotonu uztver ar objektīvu, novirza uz atsevišķu optiskās šķiedras kabeļa līniju un ved uz 50-50 staru sadalītāju, kur ir vienlīdz liela varbūtība, ka fotons iziet taisni caur sadalītāju vai tiek atspoguļots. Abās gaismas signāla sadalītāja pusēs atrodas detektori, kas var reģistrēt viena fotona ienākšanu.

Pirms tas sasniedz gaismas sadalītāju, katrs fotons atrodas nepazīstamā stāvokļu superpozīcijā. Tomēr pēc saskares ar gaismas signālu dalītāju katrs iegūst īpašas īpašības.

Tā rezultātā katram fotonu pārim ir iespējamas četras krāsu kombinācijas - zili-zilā, sarkan-sarkanā, zili sarkanā un sarkan-zilā -, kā arī viena no divām polarizācijām: horizontāla vai vertikāla. Gandrīz visās šajās variācijās fotoni vai nu izsvītro viens otru, vai arī abi nonāk vienā detektorā. Bet ir viena - un tikai viena - kombinācija, kurā abi detektori precīzi reģistrēs fotonu vienlaikus.

Tomēr tādā gadījumā fiziski nav iespējams pateikt, kurš jons radīja kuru fotonu, jo nevar zināt, vai fotons, kas nonāk detektorā, izgāja cauri staru kūli vai to atstaroja.

Pateicoties īpatnējiem kvantu mehānikas likumiem, šī raksturīgā nenoteiktība projicē jonus sapinušos stāvoklī. Tas ir, katrs jons atrodas divu iespējamo kvadrātisko stāvokļu superpozīcijā. Vienlaicīga fotonu noteikšana detektoros nenotiek bieži, tāpēc lāzera stimuls un fotonu emisijas process ir jāatkārto daudzus tūkstošus reižu sekundē. Bet, kad katrā detektorā parādās fotons, tas ir nepārprotams saikne starp joniem.

Kad tiek identificēts sapinušais apstāklis, zinātnieki nekavējoties veic jonu A mērījumus. Mērīšanas akts to izspiež no superpozīcijas un nonāk noteiktā stāvoklī: vienā no diviem kbit stāvokļiem.

Bet tā kā jonu A stāvoklis ir neatgriezeniski saistīts ar jonu B, mērījums piespiež B arī papildinošajā stāvoklī. Atkarībā no tā, kurā stāvokļa jonā A ir atrodams, pētnieki tagad precīzi zina, kāda veida mikroviļņu impulsu piemērot jonam B, lai atgūtu precīzu informāciju, ko sākotnējais mikroviļņu pārrāvums bija uzrakstījis jonam. Šādi rīkojoties, tiek iegūta precīza informācijas teleportācija.

Teleportācija salīdzinājumā ar citiem sakariem

Tas, kas atšķir šo iznākumu kā teleportāciju, nevis par jebkuru citu saziņas veidu, ir tāds, ka faktiski neviena informācija, kas attiecas uz sākotnējo atmiņu, nepāriet starp jonu A un jonu B. Tā vietā informācija pazūd, izmērot jonu A, un parādās atkārtoti, kad ir mikroviļņu impulss. uzklāts uz jonu B.

"Viens īpaši pievilcīgs mūsu metodes aspekts ir tas, ka tā apvieno gan fotonu, gan atomu unikālās priekšrocības," saka Monro. "Fotoni ir ideāli piemēroti, lai ātri pārsūtītu informāciju lielos attālumos, turpretī atomi ir vērtīgs nesējs ilgstošai kvantu atmiņai. Arī kvantu informācijas teleportēšana šādā veidā varētu būt pamats jauna veida kvantu internetam, kas varētu pārspēt jebkuru parastais klasiskā tīkla tips noteiktiem uzdevumiem. "

Darbu atbalstīja Izlūkošanas progresīvo pētījumu projekta aktivitātes programma saskaņā ar ASV armijas pētījumu biroja līgumu, Nacionālā zinātnes fonda (NSF) Fizika pie Informācijas robežas programmas un NSF Fizikas robežu centrs Apvienotajā Kvantu institūtā.

  • Vai ir iespējams laika ceļojums?
  • Video - virtuāla pieredze ārpus ķermeņa
  • 10 populārākie zinātnieki


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Kokaīns, Marihuāna Itālijas Pilsētu Ēterā
Kokaīns, Marihuāna Itālijas Pilsētu Ēterā

Vai Vēlaties Ticēt? Valdības Nlo Meklēšana Nekad Nav Pārtraukta
Vai Vēlaties Ticēt? Valdības Nlo Meklēšana Nekad Nav Pārtraukta

Zinātne Ziņas


Skudras Dod Priekšroku Sālim Nekā Cukurs
Skudras Dod Priekšroku Sālim Nekā Cukurs

Kāpēc Cilvēki Tik Labi Dzird? Jūs Varat Pateikties Mazajai “Jell-O” Vijolei Ausī
Kāpēc Cilvēki Tik Labi Dzird? Jūs Varat Pateikties Mazajai “Jell-O” Vijolei Ausī

Šie 5 Papildinājumi Neko Nedara Alcheimera Slimības Gadījumā, Neskatoties Uz Apgalvojumiem (Op-Ed)
Šie 5 Papildinājumi Neko Nedara Alcheimera Slimības Gadījumā, Neskatoties Uz Apgalvojumiem (Op-Ed)

Blacktip Haizivju Druskas Pirmo Reizi Vasarojas Longailendā
Blacktip Haizivju Druskas Pirmo Reizi Vasarojas Longailendā

Pēc 75 Gadiem Annas Frankas Dienasgrāmata Joprojām Satur Nodarbības Mums Visiem
Pēc 75 Gadiem Annas Frankas Dienasgrāmata Joprojām Satur Nodarbības Mums Visiem


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com