Квантовая телепортация и пространство, будущее квантовых вычислений?
— Новости от 18 июля 2017 года —
Квантовая запутанность — это явление, в котором две частицы имеют состояния, зависящие друг от друга, независимо от их географического расстояния. Реакции между двумя запутанными частицами кажутся мгновенными. Если, например, два фотона запутаны и состояние фотона A изменяется во Франции, фотон B, расположенный в Соединенных Штатах, мгновенно реагирует на это изменение.
Наше знание реальности регулируется двумя великими теориями: с одной стороны, квантовая механика, которая, с другой стороны, предсказывает, в частности, квантовое запутывание и общую теорию относительности, которая, помимо прочего, предусматривает, что ничто не может превышать скорость света. Первая теория гласит, что две частицы могут мгновенно взаимодействовать на больших расстояниях, а другая теория говорит, что это невозможно. И все же каждая из этих двух теорий необходима для нашего понимания мира.
Квантовая запутанность — это явление, которое позволяет говорить о квантовой телепортации. В этом случае запутанные частицы используются для передачи состояния мгновенно на очень большом расстоянии. Тем не менее, нет передачи энергии или материи. Так что мы не так много делаем с телепортацией, как мы себе это представляем. Чтобы добиться такого опыта, Китай поставил спутник на орбиту. Он оснащен приемником фотонов, способным определять квантовое состояние одного фотона. Поэтому китайская команда запутала фотоны с базы, расположенной в 4000 метрах над уровнем моря в Тибете. Затем они отправили один из этих фотонов на спутник, в то время как другой фотон перепутанной пары остался на земле. Они, наконец, измерили и манипулировали фотонами на земле и в космосе. Так может произойти явление квантовой телепортации. Этот эксперимент уже делался раньше, но никогда на таком большом расстоянии: китайский опыт включает в себя 1200-километровую квантовую телепортацию, в то время как предыдущий рекорд составлял 100 км.
Квантовая телепортация может играть очень важную роль в квантовых вычислениях. Пространство является идеальной средой для распространения частиц без потерь из-за атмосферы, поэтому эксперименты должны умножаться в пространстве.
Изображение журнала Science
источники
