Sistem za pripremu zamršenih stanja i prenesenih stanja za teleportaciju

Tim misije QUESS Quantum Communications Satellite (aka Mo Tzu) izvijestio je o prvim uspjesima u teleportovanju fotona sa Zemljine površine u orbitu. U sklopu jednomjesečnog eksperimenta, fizičari su uspjeli teleportirati 911 fotona na udaljenosti od 500 do 1.400 kilometara. Ovo su rekordne udaljenosti za kvantna teleportacija. Preprint studije objavljen je na serveru arXiv.org, a MIT Technology Review je ukratko izvijestio o tome.

Kvantna teleportacija uključuje prijenos kvantnog stanja jedne čestice na drugu česticu bez direktnog prijenosa prve čestice u svemir. Za teleportaciju, na primjer, polarizacija fotona bi zahtijevala par kvantno isprepletenih čestica. Jednu od upletenih čestica mora zadržati pošiljalac kvantnog stanja, a drugu primalac. Pošiljalac tada vrši mjerenje istovremeno na prenesenoj čestici i jednoj od čestica isprepletenog para. Kvantna zapetljanost je dizajnirana na takav način da se dvije čestice ponašaju kao jedan sistem- zapetljana čestica kod primaoca oseća da je mereno sa njenim parom i menja svoje stanje. Znajući rezultat mjerenja na strani pošiljaoca (može se poslati putem redovnog kanala), možete dobiti tačnu kopiju poslane čestice - direktno od primaoca. Više o tome možete pročitati u našem materijalu o kvantnoj abecedi: "".

Ranije je udaljenost za teleportaciju bila ograničena na desetine kilometara - 2012. godine austrijski fizičari su teleportirali fotonske države između La Palme i Tenerifea (143 kilometra). Novi rad prevazilazi ovu prekretnicu i poboljšava je nekoliko puta.

Jedan od glavnih problema za teleportaciju - distribuciju zapletenih fotona između pošiljaoca (na Zemlji) i primaoca (satelit) - fizičari su već riješili. Rad na stvaranju isprepletenog para razdvojenog 1200 kilometara objavljen je prije mjesec dana u časopisu Nauka. Koristeći ove parove, preostalo je samo eksperimentalno demonstrirati samu teleportaciju.


Eksperimentalni dizajn

Ji-Gang Ren i dr. / arXiv.org, 2017

IN novi posao Autori su koristili zamršeni fotonski generator instaliran ne na satelitu, već na Zemlji, u opservatoriji Ngari (Tibet). Stvorio je preko četiri hiljade isprepletenih parova u sekundi, od kojih je po jedan foton bio poslan laserskim snopom do satelita koji je svake ponoći prelijetao generator. Najprije su naučnici pokazali da postoji kvantna zapetljanost između Zemlje i satelita, a zatim su teleportirali polarizaciju fotona. U stvarnosti, da bi pouzdano testirali teleportaciju, naučnici su morali da stvore ne jedan, već dva zapletena para fotona.

Najveći gubici povezani su sa turbulencijama i heterogenošću Zemljine atmosfere. Ovi efekti dovode do širenja snopa upletenih fotona i njihovog raspršivanja – što znači da manje čestica stiže do satelita.

Ukupno je uspješno teleportovano 911 čestica - a tokom cijelog eksperimenta pripremljeni su i preneseni milioni fotonskih parova. Autori napominju da tačnost teleportacije dostiže 80 posto, a gubici se kreću od 41 do 52 decibela (jedan foton na 100 hiljada muha). Ako prenosite sličan signal preko optičkog vlakna od 1200 kilometara s gubitkom od 0,2 decibela po kilometru, tada će prijenos čak i jednog fotona trajati 20 puta duže od vijeka trajanja svemira.

Kvantna teleportacija je jedna od važnih tehnika prenosa podataka u kvantnim telekomunikacijama. Neophodno je kada se razvija globalni „kvantni internet“ sa idealno sigurnim kanalima komunikacije (na nivou fizički zakoni zabrana kloniranja kvantnih stanja). Prošle godine, protokoli kvantne teleportacije za fiziku na urbanim optičkim linijama.

Vladimir Korolev

Prošle godine, 2D raketa Long March poletjela je iz pustinje Gobi i postavila Mo Tzu satelit u orbitu u tački sinhronoj sa Suncem, tako da svaki dan kruži oko Zemlje. Mozi je visoko osjetljiv satelit dizajniran za prijenos kvantnih informacija. Može otkriti kvantna stanja pojedinačnih fotona oslobođenih sa površine naše planete.

Danas je Mo Tzuov tim najavio svoje jedinstveno dostignuće: uspjeli su stvoriti prvu satelitsku kvantnu mrežu zemlja-zemlja. Ova mreža je korišćena za teleportovanje prvog objekta u istoriji sa Zemlje u njenu orbitu. Teleportaciju provode naučnici koji su provodili eksperimente u oblasti optičke fizike. Ovaj proces se zasniva na čudnom fenomenu isprepletenosti, tokom kojeg dva fotona formiraju jednu tačku u vremenu i prostoru. Sa tehničke tačke gledišta, oni su opisani jednom talasnom funkcijom.

Posebnost kvantne isprepletenosti je da ova dva fotona postoje u istoj tački, čak i ako su udaljeni kilometrima. Dakle, promjena stanja jednog trenutno utiče na stanje drugog. Još 90-ih godina prošlog veka naučnici su shvatili da mogu koristiti ovaj fenomen za teleportovanje objekata iz jedne tačke u svemiru u drugu.

Ideja je da se ">">

Ideja je da se informacija "skine" u jedan foton, a onda drugi postane identičan prvom. Ovo je teleportacija

">

Ovakvi eksperimenti su više puta izvedeni u laboratorijskim uslovima na Zemlji, ali ovo je prvi put da su testirani u međuzvjezdanom prostoru. Teleportacija ima ogromne implikacije na niz tehnologija povezanih s kvantnim mrežama i računarstvom.

U stvari, ne postoji maksimalna udaljenost za teleportaciju fotona, ali veza stvorena između njih je previše krhka i može biti uništena zbog strane tvari koja se pojavljuje u atmosferi ili u optičkom vlaknu. Kako bi potvrdili svoju teoriju, naučnici su sve vrijeme izvodili eksperimente na većoj udaljenosti, a sada su ušli u orbitu. Istina, za to je bilo potrebno izgraditi stanicu na Tibetu na nadmorskoj visini od 4 hiljade metara.

U sklopu eksperimenta stvoreni su isprepleteni parovi fotona koji su lansirani brzinom od 4000 m/s

Na internetu se pojavio snimak koji je navodno snimila nadzorna kamera na jednoj od gradskih ulica u Kini. Na snimku je zabilježen neobičan incident, koji se, prema datumu na snimku, dogodio u ponoć 9. maja 2012. godine.

Na snimku se jasno vidi kako se kamion ubrzano približava biciklu koji prelazi cestu. Činilo bi se da je sudar neizbježan, ali odjednom bicikl i biciklista nekim čudom nestaju i pojavljuju se na drugoj strani ulice.

Usporeni snimak prikazuje čovjeka koji velikom brzinom trči do bicikla, zgrabi ga i nekim čudom se teleportira na drugi kraj ceste. Vozač kamiona u međuvremenu istrčava iz auta i gleda ispod kamiona, ali primjećuje da bicikl i njegov vlasnik stoje na sigurnoj strani ulice. U isto vrijeme, "teleport čovjek" napušta scenu.

Video je imao oko milion pregleda na YouTube-u. Naravno, većina korisnika je sigurna da je video lažna ili viralna reklama za drugi dio popularnog filma “Teleport”. Međutim, ima i onih koji ovaj incident smatraju stvarnim. Mnogi od njih su sugerisali da je "čovek teleporter" ili vanzemaljac ili putnik kroz vreme.

Brojni blockbusteri posljednjih godina, od kojih su većina filmske adaptacije stripova, čvrsto su usađene u svijest savremeni čovek slika superheroja. Superheroj je najčešće osoba običnog izgleda koja ima natprirodne moći i često je zbog toga prisiljena da vodi tajnovit način života. Ovi filmovi su toliko popularni, živopisni i brojni da je za neke ljude koncept “superheroja” postao uobičajen. Ideja o stvarnosti takvih heroja sve češće posjećuje ljude - zato se pojavljuju priče poput teleportacije u Kini i vrlo su popularne.

Supermen na putu

U jesen 2012. jedan od glavnih hitova World Wide Weba bio je video koji je navodno snimio ne samo teleportaciju osobe, već vrlo dramatičnu teleportaciju dvoje ljudi odjednom. Video objavljen na sajtu YouTube video hostinga dugačak je oko minut i izgleda kao snimak sa ulične nadzorne kamere. Vrijeme dešavanja, sudeći po tempiranju u gornjem lijevom uglu, je nešto iza ponoći 9. maja 2012. godine. Lokacija događaja je jedna od urbanih ili prigradskih raskrsnica Kine. Main karaktera tri. Prvi je vozač kamiona sa bijelim kombijem, drugi je biciklista. Treći je misteriozni stranac čije se lice ne vidi zbog široke kapuljače. Što se tiče tjelesne građe, ovaj očito mladić bi mogao biti dječak ili djevojčica.

Događaji u videu se odvijaju na sljedeći način. Nakon što je nekoliko automobila prošlo, u pozadini se pojavljuje kamion koji postepeno povećava brzinu. Dok se približava, iz zamračenog područja na sporednoj cesti s lijeve strane pojavljuje se biciklista. Putanja i brzine kamiona i bicikliste su takve da se sudar čini neizbježnim, a posljedice po vozača su lakše. vozilo obećavaju da će biti fatalne. Ali ovdje, u desnom zatamnjenom dijelu ekrana, primjećuje se neki pokret: brza zamagljena silueta približava se mjestu nadolazećeg sudara. U poslednjem trenutku silueta se jasnije ocrtava i gledalac vidi čoveka koji hvata biciklistu gotovo pod samim točkovima automobila. Nakon toga stranac, biciklista i bicikl bukvalno nestaju, a kamion počinje da koči. Auto se još nije potpuno zaustavio kada se grupa od dvije osobe i bicikl pojavi na krajnjoj desnoj strani ekrana, samo na osvijetljenom dijelu puta. Stranac pušta spašenog čovjeka, dok mu ruke blistaju. Nabacuje kapuljaču preko glave i brzo se makne s puta. U ovom trenutku, jasno šokirani biciklista sjeda iscrpljen na ivičnjak, a vozač kamiona izlazi i ne nalazi ništa na kolovozu.

Lako je prevariti one koji su sretni da budu prevareni

Teleportacija osobe u Kini, posebno snimljena na video i, osim toga, pod takvim kinematografskim okolnostima, vrlo je brzo postala poznata i stekla milione pregleda na video hostingu. Odmah su počele živahne rasprave o tome da li je video stvaran ili je riječ o prevari nekih stručnjaka za vizuelne efekte. Zanimljivo je da je bilo dosta pristalica realnosti teleportacije koja je uočena na setu. Čak se odmah pojavila i originalna "fanfikcija" - počele su se izmišljati priče osmišljene kako bi se stvorila priča o ženskom superheroju (ženski spol lika većini se publike činio intrigantnijim i impresivnijim), kako bi otkrili razloge koji su je naveli da je sakrije supermoći i slično.

Ali bilo je i dosta skeptičkih kritičara, koji su bukvalno razbili video do kostiju. Dato je mnogo racionalnih argumenata u prilog činjenici da je radnja inscenirana, ima očigledne tragove upotrebe softvera za konvertovanje video materijala, a ima i očigledne logičke nedostatke. Prije svega, alarmantna je bila sama pojava potencijalno fatalne nesreće: nasuprot uobičajenom, kamion je, pri približavanju raskrsnici, počeo da ne usporava, već da povećava brzinu, kao da stvara uslove za dramatična scena. Sumnja bicikliste je takođe sumnjiva: on se iznenađujuće mirno vozio direktno ispod točkova, ne menjajući brzinu i čak ni ne okrećući glavu pri prelasku glavnog puta, gde bi trebalo da ustupi prednost saobraćaju. Nije sve u redu sa vozačem kamiona - na snimku se jasno vidi da muškarac koji je izašao iz kabine nosi jarko bijelu majicu ili košulju. Ali u prilično dobro osvijetljenoj kabini tokom kočenja, ne samo da se ništa svijetlo ne vidi, nego se vozač uopće ne vidi.

Što se tiče misterioznog čoveka sa sposobnošću da se teleportuje i teleportuje druge, on takođe nije tako „čist“. Prvo, očigledni su tragovi video montaže u njegovom „energetskom tragu“ tokom njegovog superbrzog trčanja na cestu. Njegova silueta u trenutku hvatanja bicikliste je vrlo jasna, dok mutna silueta njegovog kretanja i dalje ostaje. Drugo, izbor krajnje tačke teleportacije izgleda veoma čudno. Zakoni geometrije, fizike i jednostavno logike govore da bi najjednostavnije i najprirodnije bilo da se spašeni biciklista kreće u smjeru kretanja stranca – odnosno na lijevu stranu ekrana, dalje od ceste. Ali teleportacija dešava se sa reverznim vektorom, udesno - ispada da je stranac napravio svojevrsnu petlju tokom teleportacije, što nema objašnjenja. Drugo, uvlači se nejasna sumnja da se pojava dvoje teleportirajućih ljudi i bicikla na desnoj strani puta objašnjava, da tako kažemo, scenskom nuždom. Upravo je taj dio najosvijetljeniji u cijeloj sceni, pa je najpogodniji za postizanje najveće drame, za promatranje šoka stanja spašenog, svijetlećih ruku spasitelja i njegovog povlačenja u mrak. Sveukupnost svih ovih zapažanja i razmišljanja dovodi do zaključka da je ova teleportacija prilično kreativna, ali ipak prevara.

Alexander Babitsky