Σύστημα προετοιμασίας εμπλεκόμενων καταστάσεων και μεταδιδόμενων καταστάσεων για τηλεμεταφορά
Η ομάδα αποστολής QUESS Quantum Communications Satellite (γνωστός και ως Mo Tzu) ανέφερε τις πρώτες επιτυχίες στην τηλεμεταφορά φωτονίων από την επιφάνεια της Γης σε τροχιά. Ως μέρος ενός πειράματος ενός μήνα, οι φυσικοί κατάφεραν να τηλεμεταφέρουν 911 φωτόνια σε απόσταση 500 έως 1.400 χιλιομέτρων. Αυτές είναι αποστάσεις ρεκόρ για κβαντική τηλεμεταφορά. Μια προεκτύπωση της μελέτης δημοσιεύτηκε στον διακομιστή arXiv.org και το MIT Technology Review αναφέρθηκε εν συντομία σχετικά.
Η κβαντική τηλεμεταφορά περιλαμβάνει τη μεταφορά της κβαντικής κατάστασης ενός σωματιδίου σε ένα άλλο σωματίδιο χωρίς απευθείας μεταφορά του πρώτου σωματιδίου στο διάστημα. Για να τηλεμεταφερθεί, για παράδειγμα, η πόλωση ενός φωτονίου θα απαιτούσε ένα ζεύγος κβαντικών μπερδεμένων σωματιδίων. Ένα από τα μπλεγμένα σωματίδια πρέπει να διατηρείται από τον αποστολέα της κβαντικής κατάστασης και το δεύτερο από τον παραλήπτη. Στη συνέχεια, ο αποστολέας κάνει μια μέτρηση ταυτόχρονα στο μεταδιδόμενο σωματίδιο και ένα από τα σωματίδια του μπερδεμένου ζεύγους. Η κβαντική εμπλοκή έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε δύο σωματίδια να συμπεριφέρονται όπως ένα σύστημα- το μπλεγμένο σωματίδιο στον δέκτη αισθάνεται ότι έχει ληφθεί μια μέτρηση με το ζεύγος του και αλλάζει την κατάστασή του. Γνωρίζοντας το αποτέλεσμα της μέτρησης από την πλευρά του αποστολέα (μπορεί να σταλεί μέσω κανονικού καναλιού), μπορείτε να λάβετε ένα ακριβές αντίγραφο του απεσταλμένου σωματιδίου - απευθείας από τον παραλήπτη. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για αυτό στο υλικό μας για το κβαντικό αλφάβητο: "".
Προηγουμένως, η απόσταση για τηλεμεταφορά περιοριζόταν σε δεκάδες χιλιόμετρα - το 2012, Αυστριακοί φυσικοί τηλεμεταέφεραν καταστάσεις φωτονίων μεταξύ Λα Πάλμα και Τενερίφης (143 χιλιόμετρα). Το νέο έργο ξεπερνά αυτό το ορόσημο και το βελτιώνει αρκετές φορές.
Ένα από τα κύρια προβλήματα για την τηλεμεταφορά - η κατανομή των μπερδεμένων φωτονίων μεταξύ του αποστολέα (στη Γη) και του παραλήπτη (δορυφόρος) - έχει ήδη λυθεί από τους φυσικούς. Η εργασία για τη δημιουργία ενός μπερδεμένου ζεύγους που χωρίζεται κατά 1200 χιλιόμετρα δημοσιεύτηκε πριν από ένα μήνα στο περιοδικό Επιστήμη. Χρησιμοποιώντας αυτά τα ζεύγη, το μόνο που έμεινε ήταν να αποδειχθεί πειραματικά η ίδια η τηλεμεταφορά.
Πειραματικό σχέδιο
Οι Ji-Gang Ren et al. / arXiv.org, 2017
ΣΕ νέα δουλειάΟι συγγραφείς χρησιμοποίησαν μια μπλεγμένη γεννήτρια φωτονίων που δεν ήταν εγκατεστημένη σε δορυφόρο, αλλά στη Γη, στο Παρατηρητήριο Ngari (Θιβέτ). Δημιούργησε πάνω από τέσσερις χιλιάδες μπερδεμένα ζεύγη ανά δευτερόλεπτο, ένα φωτόνιο από το καθένα που στέλνεται από μια ακτίνα λέιζερ σε έναν δορυφόρο που πετούσε πάνω από τη γεννήτρια κάθε μεσάνυχτα. Πρώτα, οι επιστήμονες έδειξαν ότι η κβαντική εμπλοκή παραμένει μεταξύ της Γης και του δορυφόρου, και στη συνέχεια τηλεμετέφεραν την πόλωση ενός φωτονίου. Στην πραγματικότητα, για να δοκιμάσουν αξιόπιστα την τηλεμεταφορά, οι επιστήμονες έπρεπε να δημιουργήσουν όχι ένα, αλλά δύο μπερδεμένα ζεύγη φωτονίων.
Οι μεγαλύτερες απώλειες συνδέθηκαν με αναταράξεις και ετερογένεια της ατμόσφαιρας της Γης. Αυτά τα φαινόμενα οδηγούν σε διεύρυνση της δέσμης των μπερδεμένων φωτονίων και στη σκέδασή τους - πράγμα που σημαίνει ότι λιγότερα σωματίδια φτάνουν στον δορυφόρο.
Συνολικά, 911 σωματίδια τηλεμεταφέρθηκαν επιτυχώς - και κατά τη διάρκεια ολόκληρου του πειράματος, παρασκευάστηκαν και μεταδόθηκαν εκατομμύρια ζεύγη φωτονίων. Οι συγγραφείς σημειώνουν ότι η ακρίβεια τηλεμεταφοράς φτάνει το 80 τοις εκατό και οι απώλειες κυμαίνονται από 41 έως 52 ντεσιμπέλ (ένα φωτόνιο στις 100 χιλιάδες μύγες). Εάν μεταδώσετε ένα παρόμοιο σήμα σε μια οπτική ίνα μήκους 1200 χιλιομέτρων με επίπεδο απώλειας 0,2 ντεσιμπέλ ανά χιλιόμετρο, τότε η μετάδοση έστω και ενός φωτονίου θα διαρκέσει 20 φορές περισσότερο από τη διάρκεια ζωής του Σύμπαντος.
Η κβαντική τηλεμεταφορά είναι μία από τις σημαντικές τεχνικές μετάδοσης δεδομένων στις κβαντικές τηλεπικοινωνίες. Είναι απαραίτητο κατά την ανάπτυξη ενός παγκόσμιου «κβαντικού Διαδικτύου» με ιδανικά ασφαλή κανάλια επικοινωνίας (σε επίπεδο φυσικοί νόμοιαπαγορεύοντας την κλωνοποίηση κβαντικών καταστάσεων). Πέρυσι, πρωτόκολλα κβαντικής τηλεμεταφοράς για τη φυσική σε αστικές γραμμές οπτικών ινών.
Βλαντιμίρ Κορόλεφ
Πέρυσι, ένας πύραυλος Long March 2D απογειώθηκε από την έρημο Γκόμπι και τοποθέτησε τον δορυφόρο Mo Tzu σε τροχιά σε ένα σημείο σύγχρονο με τον Ήλιο, έτσι ώστε να κάνει κύκλους γύρω από τη Γη κάθε μέρα. Ο Mozi είναι ένας εξαιρετικά ευαίσθητος δορυφόρος που έχει σχεδιαστεί για να μεταδίδει κβαντικές πληροφορίες. Μπορεί να ανιχνεύσει τις κβαντικές καταστάσεις μεμονωμένων φωτονίων που απελευθερώνονται από την επιφάνεια του πλανήτη μας.
Σήμερα, η ομάδα του Mo Tzu ανακοίνωσε το μοναδικό της επίτευγμα: κατάφεραν να δημιουργήσουν το πρώτο κβαντικό δορυφορικό δίκτυο εδάφους-εδάφους. Αυτό το δίκτυο χρησιμοποιήθηκε για την τηλεμεταφορά του πρώτου αντικειμένου στην ιστορία από τη Γη στην τροχιά της. Η τηλεμεταφορά πραγματοποιείται από επιστήμονες που πραγματοποίησαν πειράματα στον τομέα της οπτικής φυσικής. Αυτή η διαδικασία βασίζεται στο περίεργο φαινόμενο της εμπλοκής, κατά το οποίο δύο φωτόνια σχηματίζουν ένα σημείο στο χρόνο και στο χώρο. Από τεχνικής άποψης, περιγράφονται από μία μόνο κυματική συνάρτηση.
Η ιδιαιτερότητα της κβαντικής εμπλοκής είναι ότι αυτά τα δύο φωτόνια υπάρχουν στο ίδιο σημείο, ακόμα κι αν απέχουν χιλιόμετρα μεταξύ τους. Έτσι, μια αλλαγή στην κατάσταση του ενός επηρεάζει άμεσα την κατάσταση του άλλου. Πίσω στη δεκαετία του '90 του περασμένου αιώνα, οι επιστήμονες συνειδητοποίησαν ότι μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτό το φαινόμενο για να τηλεμεταφέρουν αντικείμενα από το ένα σημείο του Σύμπαντος στο άλλο.
Η ιδέα είναι να ">">
Η ιδέα είναι να «κατεβάσουμε» πληροφορίες σε ένα φωτόνιο και μετά το άλλο να γίνει πανομοιότυπο με το πρώτο. Αυτή είναι η τηλεμεταφορά
">Τέτοια πειράματα έχουν πραγματοποιηθεί πολλές φορές σε εργαστηριακές συνθήκες στη Γη, αλλά αυτή είναι η πρώτη φορά που δοκιμάζονται στο διαστρικό διάστημα. Η τηλεμεταφορά έχει τεράστιες συνέπειες για μια σειρά τεχνολογιών που σχετίζονται με τα κβαντικά δίκτυα και τους υπολογιστές.
Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει μέγιστη απόσταση για την τηλεμεταφορά φωτονίων, αλλά η σύνδεση που δημιουργείται μεταξύ τους είναι πολύ εύθραυστη και μπορεί να καταστραφεί λόγω της εμφάνισης ξένων υλών στην ατμόσφαιρα ή στην οπτική ίνα. Για να επιβεβαιώσουν τη θεωρία τους, οι επιστήμονες έκαναν πειράματα συνεχώς σε μεγαλύτερη απόσταση και τώρα μπήκαν σε τροχιά. Είναι αλήθεια ότι γι 'αυτό ήταν απαραίτητο να κατασκευαστεί ένας σταθμός στο Θιβέτ σε υψόμετρο 4 χιλιάδων μέτρων.
Στο πλαίσιο του πειράματος, δημιουργήθηκαν μπερδεμένα ζεύγη φωτονίων, τα οποία εκτοξεύτηκαν με ταχύτητα 4000 m/s
Ένα βίντεο εμφανίστηκε στο Διαδίκτυο, το οποίο φέρεται να τραβήχτηκε από κάμερα παρακολούθησης σε έναν από τους δρόμους της πόλης στην Κίνα. Το βίντεο κατέγραψε ένα ασυνήθιστο περιστατικό, το οποίο, με βάση την ημερομηνία στο βίντεο, συνέβη τα μεσάνυχτα της 9ης Μαΐου 2012.
Το βίντεο δείχνει ξεκάθαρα πώς ένα φορτηγό πλησιάζει γρήγορα ένα ποδήλατο που διασχίζει το δρόμο. Φαίνεται ότι μια σύγκρουση είναι αναπόφευκτη, αλλά ξαφνικά το ποδήλατο και ο ποδηλάτης εξαφανίζονται από θαύμα και εμφανίζονται στην άλλη πλευρά του δρόμου.
Μια επανάληψη σε αργή κίνηση δείχνει έναν άνδρα να τρέχει κοντά σε ένα ποδήλατο με μεγάλη ταχύτητα, να το αρπάζει και να τηλεμεταφέρει ως εκ θαύματος στην άλλη άκρη του δρόμου. Ο οδηγός του φορτηγού, στο μεταξύ, τρέχει έξω από το αυτοκίνητο και κοιτάζει κάτω από το φορτηγό, αλλά παρατηρεί ότι το ποδήλατο και ο ιδιοκτήτης του στέκονται στην ασφαλή πλευρά του δρόμου. Την ίδια στιγμή, ο «άνθρωπος της τηλεμεταφοράς» φεύγει από τη σκηνή.
Το βίντεο έλαβε περίπου 1 εκατομμύριο προβολές στο YouTube. Φυσικά, οι περισσότεροι χρήστες είναι σίγουροι ότι το βίντεο είναι ψεύτικο ή viral διαφήμιση για το δεύτερο μέρος της δημοφιλούς ταινίας "Teleport". Ωστόσο, υπάρχουν και εκείνοι που θεωρούν ότι αυτό το περιστατικό είναι πραγματικό. Πολλοί από αυτούς πρότειναν ότι ο «άνθρωπος τηλεμεταφορέας» ήταν είτε εξωγήινος είτε ταξιδιώτης στο χρόνο.
Πολυάριθμες υπερπαραγωγές τα τελευταία χρόνια, τα περισσότερα από τα οποία είναι κινηματογραφικές προσαρμογές κόμικς, είναι σταθερά ενσωματωμένα στη συνείδηση ΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΑΝΘΡΩΠΟΣεικόνα υπερήρωα. Ένας υπερήρωας είναι συνήθως ένα συνηθισμένο άτομο που έχει υπερφυσικές δυνάμεις και συχνά αναγκάζεται εξαιτίας αυτού να ακολουθεί έναν μυστικό τρόπο ζωής. Αυτές οι ταινίες είναι τόσο δημοφιλείς, πολύχρωμες και πολυάριθμες που για μερικούς ανθρώπους η έννοια του «υπερήρωα» έχει γίνει συνηθισμένη. Η ιδέα της πραγματικότητας τέτοιων ηρώων επισκέπτεται τους ανθρώπους όλο και πιο συχνά - γι' αυτό εμφανίζονται ιστορίες όπως η τηλεμεταφορά στην Κίνα και είναι πολύ δημοφιλείς.
Ο Σούπερμαν στο δρόμο
Το φθινόπωρο του 2012, μια από τις κύριες επιτυχίες του World Wide Web ήταν ένα βίντεο που υποτίθεται ότι κατέγραψε όχι μόνο την τηλεμεταφορά ενός ατόμου, αλλά μια πολύ δραματική τηλεμεταφορά δύο ατόμων ταυτόχρονα. Το βίντεο που δημοσιεύτηκε στον ιστότοπο φιλοξενίας βίντεο YouTube διαρκεί περίπου ένα λεπτό και μοιάζει με πλάνα από κάμερα παρακολούθησης δρόμου. Η ώρα των γεγονότων, αν κρίνουμε από το χρονοδιάγραμμα στην επάνω αριστερή γωνία, είναι λίγο μετά τα μεσάνυχτα της 9ης Μαΐου 2012. Η τοποθεσία των εκδηλώσεων είναι μια από τις αστικές ή προαστιακές διασταυρώσεις της Κίνας. Κύριος χαρακτήρεςτρία. Ο πρώτος είναι οδηγός φορτηγού με λευκό βαν, ο δεύτερος είναι ποδηλάτης. Ο τρίτος είναι ένας μυστηριώδης ξένος του οποίου το πρόσωπο δεν φαίνεται λόγω της φαρδιάς κουκούλας του. Από άποψη σωματικής διάπλασης, αυτός ο ξεκάθαρα νεαρός άνδρας θα μπορούσε να είναι είτε αγόρι είτε κορίτσι.
Τα γεγονότα στο βίντεο εκτυλίσσονται ως εξής. Αφού περάσουν πολλά αυτοκίνητα, ένα φορτηγό εμφανίζεται στο βάθος, που σταδιακά ανεβάζει ταχύτητα. Καθώς πλησιάζει, ένας ποδηλάτης εμφανίζεται από μια σκοτεινή περιοχή στον παράδρομο στα αριστερά. Οι τροχιές και οι ταχύτητες του φορτηγού και του ποδηλάτη είναι τέτοιες που η σύγκρουση φαίνεται αναπόφευκτη και οι συνέπειες για τον οδηγό είναι ελαφρύτερες. όχημαυπόσχεση ότι θα είναι μοιραίο. Αλλά εδώ, στη δεξιά σκοτεινή περιοχή της οθόνης, σημειώνεται κάποια κίνηση: μια γρήγορη θολή σιλουέτα πλησιάζει το σημείο της επικείμενης σύγκρουσης. Την τελευταία στιγμή, η σιλουέτα σκιαγραφείται πιο καθαρά και ο θεατής βλέπει έναν άνδρα που πιάνει τον ποδηλάτη σχεδόν κάτω από τις ίδιες τις ρόδες του αυτοκινήτου. Μετά από αυτό, ο άγνωστος, ο ποδηλάτης και το ποδήλατο κυριολεκτικά εξαφανίζονται και το φορτηγό αρχίζει να φρενάρει. Το αυτοκίνητο δεν έχει σταματήσει ακόμη τελείως όταν μια ομάδα δύο ατόμων και ένα ποδήλατο εμφανίζεται στη δεξιά πλευρά της οθόνης, ακριβώς στο φωτισμένο μέρος του δρόμου. Ο άγνωστος αφήνει τον διασωθέντα, ενώ τα χέρια του λάμπουν έντονα. Πετάει την κουκούλα του πάνω από το κεφάλι του και απομακρύνεται γρήγορα από τη μέση. Αυτή τη στιγμή, ο ποδηλάτης εμφανώς σοκαρισμένος κάθεται εξαντλημένος στο κράσπεδο και ένας οδηγός φορτηγού βγαίνει έξω και δεν βρίσκει τίποτα στο δρόμο.
Είναι εύκολο να εξαπατήσεις αυτούς που χαίρονται να εξαπατηθούν
Η τηλεμεταφορά ενός ατόμου στην Κίνα, ειδικά ηχογραφημένη σε βίντεο και, επιπλέον, υπό τέτοιες κινηματογραφικές συνθήκες, έγινε πολύ γρήγορα γνωστή και κέρδισε εκατομμύρια προβολές στη φιλοξενία βίντεο. Αμέσως ξεκίνησαν ζωηρές συζητήσεις για το αν το βίντεο ήταν πραγματικό ή αν επρόκειτο για φάρσα από κάποιους ειδικούς στα οπτικά εφέ. Είναι περίεργο ότι υπήρχαν αρκετοί υποστηρικτές της πραγματικότητας της τηλεμεταφοράς που παρατηρήθηκε στο πλατό. Ακόμη και η πρωτότυπη «φαντασία των θαυμαστών» προέκυψε αμέσως - άρχισαν να επινοούνται ιστορίες σχεδιασμένες να δημιουργήσουν την ιστορία μιας γυναίκας υπερήρωα (το γυναικείο φύλο του χαρακτήρα φαινόταν πιο ενδιαφέρον και εντυπωσιακό στα περισσότερα ακροατήρια), για να αποκαλύψει τους λόγους που την ώθησαν να την κρύψει υπερδυνάμεις και τα παρόμοια.
Υπήρχαν όμως και πολλοί δύσπιστοι κριτικοί και κυριολεκτικά γκρέμισαν το βίντεο στα κόκαλά του. Πολλά λογικά επιχειρήματα δόθηκαν υπέρ του γεγονότος ότι η πλοκή είναι σκηνοθετημένη, φέρει εμφανή ίχνη χρήσης λογισμικού για τη μετατροπή υλικού βίντεο και επίσης έχει προφανή λογικά ελαττώματα. Πρώτα απ 'όλα, η ίδια η εμφάνιση ενός δυνητικά θανατηφόρου ατυχήματος ήταν ανησυχητική: ενάντια στα συνηθισμένα, το φορτηγό, όταν πλησίαζε στη διασταύρωση, άρχισε να μην επιβραδύνει, αλλά να ανεβάζει ταχύτητα, σαν να δημιουργούσε συνθήκες δραματική σκηνή. Η υποψία του ποδηλάτη είναι επίσης ύποπτη: παραδόξως οδήγησε ήρεμα ακριβώς κάτω από τους τροχούς, χωρίς να αλλάξει ταχύτητα και χωρίς καν να γυρίσει το κεφάλι του όταν διέσχιζε τον κεντρικό δρόμο, όπου θα έπρεπε να δώσει προτεραιότητα στην κυκλοφορία. Δεν είναι όλα εντάξει με τον οδηγό του φορτηγού - το βίντεο δείχνει ξεκάθαρα ότι ο άνδρας που βγήκε από την καμπίνα φοράει ένα φωτεινό λευκό μπλουζάκι ή πουκάμισο. Αλλά σε μια αρκετά καλά φωτισμένη καμπίνα κατά το φρενάρισμα, όχι μόνο δεν φαίνεται τίποτα φωτεινό, αλλά και ο οδηγός δεν φαίνεται καθόλου εκεί.
Όσο για τον μυστηριώδη άνδρα με την ικανότητα να τηλεμεταφέρει τον εαυτό του και να τηλεμεταφέρει άλλους, δεν είναι επίσης τόσο «καθαρός». Πρώτον, υπάρχουν εμφανή ίχνη επεξεργασίας βίντεο στο «ενεργειακό ίχνος» του κατά τη διάρκεια της εξαιρετικά γρήγορης βόλτας του στο δρόμο. Η σιλουέτα του τη στιγμή που πιάνει τον ποδηλάτη είναι πολύ καθαρή, ενώ η θολή σιλουέτα της κίνησής του παραμένει ακόμα. Δεύτερον, η επιλογή του τερματικού σημείου τηλεμεταφοράς φαίνεται πολύ περίεργη. Οι νόμοι της γεωμετρίας, της φυσικής και της απλής λογικής λένε ότι το πιο απλό και φυσικό πράγμα θα ήταν ο διασωμένος ποδηλάτης να κινηθεί προς την κατεύθυνση της κίνησης του ξένου - δηλαδή στην αριστερή πλευρά της οθόνης, μακριά από το δρόμο. Αλλά τηλεμεταφοράς 
συμβαίνει με ένα αντίστροφο διάνυσμα, προς τα δεξιά - αποδεικνύεται ότι ο άγνωστος έκανε ένα είδος βρόχου κατά τη διάρκεια της τηλεμεταφοράς, το οποίο δεν έχει εξήγηση. Δεύτερον, μια αόριστη αμφιβολία σέρνεται στο ότι η εμφάνιση δύο τηλεμεταφερόμενων και ενός ποδηλάτου στη δεξιά πλευρά του δρόμου εξηγείται, θα λέγαμε, από σκηνική αναγκαιότητα. Είναι αυτό το μέρος που είναι το πιο φωτισμένο σε ολόκληρη τη σκηνή, επομένως είναι το καταλληλότερο για την επίτευξη του μεγαλύτερου δράματος, για την παρατήρηση της κατάστασης σοκ του διασωθέντος, των φωτεινών χεριών του σωτήρα και της υποχώρησής του στο σκοτάδι. Το σύνολο όλων αυτών των παρατηρήσεων και συλλογισμών οδηγεί στο συμπέρασμα ότι αυτή η τηλεμεταφορά είναι αρκετά δημιουργική, αλλά εξακολουθεί να είναι φάρσα.
Αλεξάντερ Μπαμπίτσκι
