Vova Krasen
0 
4722
129
Zespół naukowców z Chin połączył wspomnienia kwantowe na przestrzeni ponad 30 mil (50 kilometrów) kabla światłowodowego, pobijając poprzedni rekord ponad 40 razy. Ten wyczyn jest ważnym krokiem w kierunku Internetu odpornego na włamania, stwierdzili naukowcy.
Internet, z którego dziś korzystamy, był naprawdę rewolucyjnym wynalazkiem. Połączył świat z informacjami i pozwolił nam udostępniać miliony zdjęć uroczych i milutkich kotów. Ale internet jest również pełen hakerów próbujących przechwycić ważne lub poufne informacje. Aby temu przeciwdziałać, fizycy wymyślili rozwiązanie, z niewielką pomocą kota Schrödingera, słynnego, hipotetycznego kota martwego i żywego, którego celem jest ujawnienie dziwnej natury cząstek subatomowych.
To proponowane rozwiązanie to nowy internet rządzony przez dziwaczny świat mechaniki kwantowej. Taki internet może kiedyś stać się standardem bezpiecznego wysyłania, odbierania i przechowywania danych.
Związane z: 18 razy cząstki kwantowe rozwaliły nasze umysły
W klasycznym świecie komputerów informacje są reprezentowane przez bity o wartościach 0 lub 1. Internet kwantowy, podobnie jak komputer kwantowy, wykorzystałby jedną z podstawowych właściwości mechaniki kwantowej, zasadę superpozycji. Zasada ta jest słynnie opisana za pomocą paradoksu fizyka Erwina Schrödingera mówiącego o tym, że kot w pudełku jest jednocześnie martwy i żywy. Komputery kwantowe używają bitów kwantowych lub „kubitów”, które mogą istnieć w stanie superpozycji, w którym mają jednocześnie wartość 1 i 0. Kubit istnieje w tym stanie niepewności, dopóki nie zostanie zmierzony przez obserwatora, powodując zapadnięcie kubitu do określonego stanu 0 lub 1.
Jeśli połączysz ze sobą dwa lub więcej kubitów, zostaną one splątane. Splątanie kwantowe to eteryczne połączenie między dwiema lub więcej cząstkami, tak że każda czynność wykonana na jednej natychmiastowo wpływa na inne, niezależnie od tego, jak bardzo są od siebie oddalone. Albert Einstein nazwał to zjawisko „upiorną akcją na odległość”. Prawdziwa magia internetu kwantowego zaczyna się, gdy informacje są przesyłane za pomocą splątanych cząstek, zwanych także teleportacją kwantową.
„Teleportacja kwantowa to sposób na przeniesienie nieznanego stanu kwantowego z jednej cząstki na drugą w odległym miejscu, bez wysyłania samej oryginalnej cząstki” - mówi Jian-Wei Pan, profesor fizyki na Uniwersytecie Nauki i Technologii w Hefei i współautor badania - powiedział w rozmowie z National Science Review.
Ponieważ splątane kubity nie są ze sobą fizycznie połączone w żadnym kształcie ani formie, przechwycenie komunikacji między nimi jest niemożliwe.
Pan i jego zespół zademonstrowali już splątanie cząstek światła lub fotonów na duże odległości w pustej przestrzeni. W 2017 roku jego zespół splątał dwa fotony oddalone od siebie o 1200 km za pomocą orbitującego wokół Ziemi przekaźnika satelitarnego o nazwie Micius..
W praktyce splątanie to drobiazgowy biznes. Najmniejsze zakłócenia, takie jak zmiana temperatury lub wibracje, mogą zerwać połączenie między splątanymi cząstkami, zapadając się w ich wspólnym stanie. Aby stworzyć prawdziwy kwantowy internet, fizycy będą musieli skorzystać z pomocy tak zwanych pamięci kwantowych.
„Pamięć kwantowa to urządzenie, które przechowuje informacje kwantowe. [Musi] przechowywać superpozycję dwóch stanów”, Xiao-Hui Bao, profesor fizyki na Uniwersytecie Nauki i Technologii w Chinach w Hefei i współautor publikacji badanie, powiedział .
Wspomnienia kwantowe
W badaniu, opublikowanym 12 lutego w czasopiśmie Nature, Pan i jego współpracownicy zdołali splątać wspomnienia kwantowe przez 50 km kabla światłowodowego. Poprzedni rekord separacji między wspomnieniami wynosił 1,3 km.
Bao powiedział, że w nowym eksperymencie pamięć kwantowa to zespół atomów rubidu chłodzonych laserem, uwięzionych w próżni. Zespół użył fotonów do odczytu i zapisu w chmurze składającej się ze 100 milionów uwięzionych atomów. Fotony zostały użyte zarówno do wzbudzenia atomów w stan wyższej energii, ustawienia kubitów, które naukowcy chcieli splątać, jak i do wytworzenia splątanego fotonu, który zostanie wysłany w dół kabla optycznego. Następnie naukowcy musieli zmienić częstotliwość fotonu, aby nie zgubił się w 50 km kabla światłowodowego zwiniętego w ich laboratorium. Wreszcie foton może zostać wysłany w podróż przez kabel, aby skutecznie splątać drugą pamięć kwantową.
Chociaż udało się osiągnąć splątanie kwantowe między wspomnieniami, zespół nie wykonał jeszcze kwantowej teleportacji informacji między dwoma węzłami. Naukowcy powiedzieli, że mają nadzieję, że te prace utorują drogę do stworzenia sieci kwantowych stacji przekaźnikowych, które rozszerzą splątaną komunikację na większe odległości, ostatecznie prowadząc do sieci kwantowej na dużą skalę..
- Jak działa splątanie kwantowe (infografika)
- Największe nierozwiązane zagadki fizyki
- 12 najważniejszych i oszałamiających eksperymentów kwantowych 2019 roku
Pierwotnie opublikowano w dniu .
OFERTA: Zaoszczędź co najmniej 53% dzięki naszej najnowszej ofercie na czasopisma!
Dzięki imponującym, wyciętym ilustracjom, które pokazują, jak rzeczy funkcjonują, i niesamowitym zdjęciom najbardziej inspirujących spektakli na świecie, How It Works stanowi szczyt wciągającej, opartej na faktach zabawy dla publiczności głównego nurtu, która chce być na bieżąco z najnowszymi technologiami i najbardziej imponującymi zjawiskami na rynku. planeta i poza nią. Napisane i przedstawione w stylu, który sprawia, że nawet najbardziej złożone tematy są interesujące i łatwe do zrozumienia. Jak to działa, jest lubiane przez czytelników w każdym wieku.
Wyświetl ofertę