Вчені досягли прориву в квантовій телепортації

Вчені в Нідерландах досягли прориву в квантовій телепортації, що могло б спростувати заперечення Альберта Ейнштейна до поняття квантової заплутаності, що він яскраво прозвав "примарна дія на відстані".

Публікуючи свої результати в журналі Science 29 травня 2014 року, фізики з Інституту нанонауки ім. Кавлі, що в Делфтському університеті, Нідерланди стверджують, що їм вдалося надійно перемістити квантову інформацію між двома шматочками діаманту, розташованих у трьох метрах один від одного.

Хоча це не той же самий процес, що телепортація, представлена в науковій фантастиці, один з провідних авторів статті професор Рональд Хенсон, сказав, що телепортація у стилі Зоряного шляху (Star Trek) стане реальністю в майбутньому.

"Те, що ми телепортуємо є стан частинки," сказав професор Хенсон. "Якщо ви вважаєте, що ми не більш ніж набір атомів, з'єднаних разом у певному напрямку, то в принципі повинна бути можливість переміщувати себе від одного місця в інше."

"На практиці це вкрай малоймовірно, але стверджувати, що це ніколи не спрацює у майбутньому, дуже легковажно", додав професор Хенсон. "Я не виключав би такого, бо фундаментальні закони фізики, що забороняють це, відсутні. Якщо це коли-небудь дійсно трапиться, то це в далекому майбутньому."

Зображення 40 мкм завширшки із зображенням двох кубітів (квантових бітів)
з «телепортаційним променем» та накладеним станом електронного спіну.

Однак, це не означає, що відкриття професора Хенсона і його команди щодо точної телепортації квантової інформації не матиме вражаючих наслідків вже на сьогоднішній день - це є ключовим кроком на шляху до створення квантових мереж на порядки більш потужних і безпечних, ніж сьогоднішні суперкомп'ютери.

Хоча звичайні комп'ютери зберігають інформацію в бітах (сигнали, що зберігаються лише як 0 або 1) квантові обчислення використовують "кубіти", що можуть містити кілька значень одночасно. Примусити ці біти спілкуватися один з одним, як кажуть фізики в Делфті, могло б стати ключем до створення незламних мереж квантових комп'ютерів.

"Основне застосування квантової телепортації є квантова версія Інтернету, розширюючи глобальну мережу так, що ми можемо використовувати її для відправлення квантової інформації", сказав професор Хенсон.

"Те, що ви робите, це використання квантової заплутаності в якості каналу зв'язку. Інформація переміщується в іншу точку простору і немає жодного способу, яким будь-хто може перехопити цю інформацію."

Сам Ейнштейн сумнівався в існуванні квантової заплутаності, явищі, при якому частки, що можуть бути розташовані хоч так далеко, як протилежні сторони Всесвіту, залишаються нерозривно пов'язаними. Що б не сталося з однією часткою, щось відповідне миттєво відбувається з іншою, як зі свого роду квантовою Вуду-лялькою.

Загальна теорія відносності Ейнштейна не суперечить квантовій теорії - але вчені
виявили, що важко створити модель, де б обидві теорії співіснували.

Враховуючи це порівняння, можливо, не дивно, що Ейнштейн - і багатьом іншим фізикам з ним - було важко повірити в заплутаність, що була передбачена теорією квантової механіки задовго до того, як вчені отримали технологію для її перевірки.

У листі, написаному в 1947 році Ейнштейн писав, що не міг сприйняти квантову механіку всерйоз, тому що "фізика повинна бути реальністю у часі і просторі, вільною від примарних дій на відстані."

Команда, що проводила експерименти у Делфті, показала, що ми просуваємось все краще і краще з часу виявлення цих "примарних дій", але їхні експерименти повинні бути продубльовані для набагато більших відстаней, щоб показати, що сигнали між заплутаними частинками відбуваються на швидкості світла.

Тим не менш, це є важливим кроком вперед для фізики, коли квантова інформація (дані про спін електрона), передано з 100 відсотковою точністю за весь час проведення. Цей результат набагато кращий, ніж попередній експеримент в Університеті штату Меріленд у 2009 році, що телепортував квантову інформацію лише один раз у 100 мільйонах спроб.

Джерело:

• independent.co.uk