Експериментите с квантова телепортация са успешно завършени в Китай и Канада
© CC0
Експерименти за квантово телепортиране на разстояние над осем километра са успешно проведени в Китай и Канада. Тези експерименти в града са проведени независимо от учени от двете страни.
Според South China Morning Post досега такива експерименти са били извършвани само в лабораторни условия. Квантовата телепортация е предаване на разстояние на квантово състояние на материята, което се унищожава в точката на заминаване и след това се пресъздава в точката на приемане без директно прехвърляне на самата частица.
Екип от изследователи от Университета за наука и технологии на Китай телепортира фотони на разстояние от 12,5 км в град Хефей (източна китайска провинция Анхуей). За това бяха използвани конвенционални оптични мрежи.
Канадски учени проведоха подобен експеримент в град Калгари (югозападна Албърта) на разстояние 8,2 км.
Специалистите от двете страни са използвали различни подходи. Китайците телепортираха през своя канал само два фотона на час, но с по-висока надеждност. Канадците успяха да предадат до 17 частици в минута, но тяхната технология е по-малко точна и има редица ограничения за използване на практика.
Миналата година американски учени успяха да изпратят фотон на разстояние над 100 км, но само в рамките на лабораторията - чрез оптичен кабел, навит там последователно, съобщава
Система за подготовка на заплетени състояния и предавани състояния за телепортиране
Екипът на мисията QUESS Quantum Communications Satellite (известен още като Mo Tzu) съобщи за първите успехи в телепортирането на фотони от повърхността на Земята в орбита. Като част от едномесечен експеримент, физиците успяха да телепортират 911 фотона на разстояние от 500 до 1400 километра. Това са рекордни разстояния за квантова телепортация. Препринт на изследването е публикуван на сървъра arXiv.org, а MIT Technology Review докладва накратко за него.
Квантовата телепортация включва прехвърляне на квантовото състояние на една частица към друга частица без директно прехвърляне на първата частица в пространството. За да се телепортира, например, поляризацията на фотон ще изисква двойка квантово заплетени частици. Една от заплетените частици трябва да бъде запазена от изпращача на квантовото състояние, а втората от получателя. След това изпращачът извършва измерване едновременно на предаваната частица и една от частиците на заплетената двойка. Квантовото заплитане е проектирано по такъв начин, че две частици се държат като една система - заплетената частица при получателя чувства, че е направено измерване с нейната двойка и променя състоянието си. Познавайки резултата от измерването от страна на подателя (може да бъде изпратен чрез обикновен канал), можете да получите точно копиеизпратена частица - веднага при получателя. Можете да прочетете повече за това в нашия материал за квантовата азбука: "".
Преди това разстоянието за телепортиране беше ограничено до десетки километри - през 2012 г. австрийски физици телепортираха фотонни състояния между Ла Палма и Тенерифе (143 километра). Новата работа преодолява този крайъгълен камък и го подобрява няколко пъти.
Един от основните проблеми при телепортацията - разпределението на заплетени фотони между подателя (на Земята) и получателя (сателита) - вече е решен от физиците. Работата по създаването на заплетена двойка, разделена на 1200 километра, беше публикувана преди месец в сп. Наука. Използвайки тези двойки, всичко, което оставаше, беше експериментално да се демонстрира самата телепортация.
Експериментален дизайн
Ji-Gang Ren и др. / arXiv.org, 2017 г
IN нова работаАвторите са използвали генератор на заплетени фотони, инсталиран не на сателит, а на Земята, в обсерваторията Нгари (Тибет). Той създава над четири хиляди заплетени двойки в секунда, като по един фотон от всяка се изпраща от лазерен лъч към сателит, който прелита над генератора всяка полунощ. Първо, учените показаха, че квантовото заплитане продължава между Земята и сателита, а след това те телепортираха поляризацията на фотон. В действителност, за да тестват надеждно телепортацията, учените трябваше да създадат не една, а две заплетени двойки фотони.
Най-големите загуби са свързани с турбулентността и разнородността на земната атмосфера. Тези ефекти водят до разширяване на лъча от заплетени фотони и тяхното разсейване - което означава, че по-малко частици достигат до спътника.
Общо 911 частици бяха успешно телепортирани - и по време на целия експеримент бяха подготвени и предадени милиони двойки фотони. Авторите отбелязват, че точността на телепортацията достига 80 процента, а загубите варират от 41 до 52 децибела (един фотон на 100 хиляди лети). Ако предадете подобен сигнал по 1200-километрово оптично влакно с ниво на загуба от 0,2 децибела на километър, тогава предаването дори на един фотон ще отнеме 20 пъти повече от живота на Вселената.
Квантовата телепортация е една от важните техники за предаване на данни в квантовите телекомуникации. Това е необходимо при разработването на глобален „квантов интернет“ с идеално защитени комуникационни канали (на ниво физически закони, забраняващи клонирането на квантови състояния). Миналата година протоколи за квантово телепортиране за физика на градски оптични линии.
Владимир Королев
15 януари 2016, 17:30:49Бъдещото телепортиране е само първият етап от цяла поредица от експерименти.
Снимка: СаръеваВладивосток, IA Primorye24. Следващото лято китайски учени планират да проведат първия в света експеримент за квантова телепортация, съобщава Версия.
Обявеното разстояние, на което ще се движат частиците, е 1200 километра.За плановете на учените от Средното царство разказва Nature News. Известно е, че като част от теста специалистите ще изстрелят близо до Земята сателит през юни тази година. Тя ще действа като връзка между две земни станции.Известно е, че специалистите планират да изпратят частици от Китай до Виена. Преди да стартират така наречения „телепорт“, учените ще разберат колко надеждна е криптографската връзка между градовете.Като телепорт ще действа сателит – той ще извършва безконтактното движение на фотони. Разстоянието между станциите в Европа и Китай е повече от 1200 километра.Успехът на теста според учените е извън съмнение. Фактът, че квантовата телепортация може да се извърши на всякакви, включително най-дълги разстояния, стана известен в средата на миналия век.
Според физиците бъдещото телепортиране на частици от Китай в Европа с помощта на сателит е само първият етап от цяла поредица от експерименти. В бъдеще учените планират да проведат подобен експеримент с участието на станции на спътника, Земята и Луната.Процесът на квантовата телепортация е прехвърляне на квантовото състояние на определени частици на всяко разстояние. За да го осъществят, специалистите вземат сдвоена квантова частица и я разделят на дялове. Според правилата квантова механика, в случай на сдвоени частици, които се отдалечават една от друга, всеки от дяловете запазва информация за своя партньор.Подобно изследване вече е проведено от служители на американски университет. Те успяха да постигнат квантова телепортация над 102 километра. За да извършат процеса, специалистите не са използвали сателит, а оптично влакно.Въпреки факта, че сдвоените фотони са били разделени на разстояние повече от сто километра, промяната в състоянието на един от тях е засегнала другия
Множество блокбъстъри от последните години, повечето от които филмови адаптации на комикси, са здраво вкоренени модерен човекизображение на супергерой. Супергероят най-често е обикновен на вид човек, който има свръхестествени сили и поради това често е принуден да води потаен начин на живот. Тези филми са толкова популярни, колоритни и многобройни, че за някои хора понятието „супергерой“ е станало обичайно. Идеята за реалността на такива герои посещава хората все по-често - затова се появяват и са много популярни истории като телепортация в Китай.
Супермен на пътя
През есента на 2012 г. един от основните хитове в световната мрежа беше видеоклип, който уж записва не просто телепортиране на човек, а много драматично телепортиране на двама души наведнъж. Видеото, публикувано в сайта за видео хостинг YouTube, е около минута и прилича на запис от улична камера за наблюдение. Часът на събитията, съдейки по тайминга в горния ляв ъгъл, е точно след полунощ на 9 май 2012 г. Мястото на събитията е едно от градските или крайградски кръстовища на Китай. Има трима главни герои. Първият е шофьор на камион с микробус бяло, вторият е колоездач. Третият е мистериозен непознат, чието лице не се вижда поради широката му качулка. По отношение на телосложението този очевидно млад мъж може да бъде или момче, или момиче.
Събитията във видеото се развиват по следния начин. След като минават няколко коли, на заден план се появява камион, който постепенно набира скорост. Докато се приближава, велосипедист се появява от тъмна зона на страничния път вляво. Траекториите и скоростите на камиона и велосипедиста са такива, че сблъсъкът изглежда неизбежен, а последствията за шофьора са по-леки. превозно средствообещават да бъдат фатални. Но тук, в дясната затъмнена зона на екрана, се забелязва известно движение: бърз замъглен силует се приближава към мястото на предстоящия сблъсък. В последния момент силуетът се очертава по-ясно и зрителят вижда мъж, който грабва велосипедиста почти под самите колела на колата. След това непознатият, колоездачът и велосипедът буквално изчезват, а камионът започва да спира. Колата все още не е спряла напълно, когато в най-дясната част на екрана, точно на осветената част от пътя, се появява група от двама души и велосипед. Непознатият пуска спасения мъж, докато ръцете му светят ярко. Той хвърля качулката на главата си и бързо се отдръпва от пътя. В това време явно шокираният колоездач сяда изтощен на бордюра, а шофьор на камион излиза и не намира нищо на платното.
Лесно е да излъжеш онези, които са щастливи да бъдат измамени
Телепортирането на човек в Китай, специално записано на видео и освен това при такива кинематографични обстоятелства, много бързо стана известно и спечели милиони гледания на видео хостинг. Веднага започнаха оживени дискусии дали видеото е истинско или е измама на някои специалисти по визуални ефекти. Любопитно е, че на снимачната площадка имаше доста привърженици на реалността на телепортацията. Дори оригинални „фен фикшън“ се появиха незабавно - започнаха да се измислят истории, предназначени да създадат историята на жена супергерой (женският пол на героя изглеждаше по-интригуващ и впечатляващ за повечето зрители), за да разкрие причините, които я подтикнаха да я скрие суперсили и други подобни.
Но имаше и много скептични критици, които буквално разбиха видеото до костите му. Бяха дадени много рационални аргументи в полза на това, че сюжетът е сценичен и носи видими следи от употреба софтуерза конвертиране на видео материал и също има очевидни логически недостатъци. Първо, самото възникване на потенциално фатален инцидент беше тревожно: противно на обичайното, камионът, когато наближи кръстовището, започна да набира скорост, вместо да забавя, сякаш създаваше условия за драматична сцена. Съмнително е и подозрението на велосипедиста: той учудващо спокойно се движи директно под колелата, без да променя скоростта и дори без да обръща глава при пресичане на главния път, където трябва да даде предимство на движението. Не всичко е наред с шофьора на камиона – на кадрите ясно се вижда, че излезлият от кабината мъж е облечен с ярко бяла тениска или риза. Но в доста добре осветена кабина по време на спиране не само че не се вижда нищо ярко, водачът изобщо не се вижда там.
Що се отнася до мистериозния човек със способността да се телепортира и да телепортира другите, той също не е толкова „чист“. Първо, има очевидни следи от редактиране на видео в неговата „енергийна следа“ по време на супербързото му изтичане на пътя. Неговият силует в момента на хващане на велосипедиста е много ясен, докато размазаният силует на движението му все още остава. Второ, изборът на крайна точка за телепортация изглежда много странен. Законите на геометрията, физиката и просто логиката казват, че най-простото и естествено би било спасеният велосипедист да се движи по посока на движението на непознатия – т.е. лява странаекран, махнете се от пътя. Но телепортация 
случва с обратен вектор, надясно - оказва се, че непознатият е направил нещо като зацикляне по време на телепортация, което няма обяснение. Второ, прокрадва се смътно съмнение, че появата на двама телепортиращи се хора и велосипед от дясната страна на пътя се обяснява, така да се каже, със сценична необходимост. Именно тази част е най-осветената в цялата сцена, така че е най-подходяща за постигане на най-голям драматизъм, за наблюдение на шоковото състояние на спасения, светещите ръце на спасителя и неговото оттегляне в мрака. Съвкупността от всички тези наблюдения и разсъждения води до заключението, че тази телепортация е доста креативна, но все пак измама.
Александър Бабицки
МОСКВА, 12 юли - РИА Новости.Физици от Шанхай обявиха успешното завършване на първата „космическа“ квантова телепортация, прехвърляща информация за състоянието на частица от квантовия спътник Мо Дзъ до станция за проследяване на Земята, според статия, публикувана на електронна библиотека arXiv.org
"Ние обявяваме първото квантово телепортиране на единични фотони от обсерватория на Земята до сателит в ниска околоземна орбита, на 1400 километра от нея. Успешното изпълнение на тази задача отваря пътя към телепортация на свръхдалечни разстояния и е първата стъпка към създаването на квантов интернет“, пише Джиан -Уей Пан (Jian-Wei Pan) от университета в Шанхай и колегите му.
Феноменът на квантовото заплитане е в основата на съвременните квантови технологии. Това явление, по-специално, играе важна роля в сигурните квантови комуникационни системи - такива системи напълно елиминират възможността за незабелязано „подслушване“ поради факта, че законите на квантовата механика забраняват „клонирането“ на състоянието на светлинните частици. В момента системите за квантова комуникация се развиват активно в Европа, Китай и САЩ.
Отзад последните годиниУчени от Русия и чужди страни са създали десетки квантови комуникационни системи, чиито възли могат да обменят данни на доста големи разстояния, възлизащи на около 200-300 километра. Всички опити за разширяване на тези мрежи в международен и междуконтинентален план се натъкнаха на непреодолими трудности, свързани с начина, по който светлината избледнява, докато пътува през оптични влакна.
Поради тази причина много екипи от учени обмислят преместването на квантовите комуникационни системи на „космическо“ ниво, обменяйки информация чрез сателит, което им позволява да възстановят или укрепят „невидимата връзка“ между заплетени фотони. Първият космически кораб от този вид вече присъства в орбита - това е китайският спътник Mo Tzu, изстрелян в космоса през август 2016 г.
Тази седмица Пан и колегите му описаха първите успешни експерименти за квантова телепортация, извършени на борда на Mo-Zu и в комуникационна станция в град Нгари в Тибет, построена на надморска височина от четири километра за обмен на информация с първия квантов сателит.
Квантовата телепортация е описана за първи път на теоретично ниво през 1993 г. от група физици, ръководени от Чарлз Бенет. Според тяхната идея атомите или фотоните могат да обменят информация на всяко разстояние, ако са били „заплетени“ на квантово ниво.
За осъществяването на този процес е необходим редовен комуникационен канал, без който не можем да четем състоянието на заплетените частици, поради което такава „телепортация“ не може да се използва за предаване на данни на астрономически разстояния. Въпреки това ограничение, квантовата телепортация е изключително интересна за физиците и инженерите, защото може да се използва за предаване на данни в квантовите компютри и за криптиране на данни.
Водени от тази идея, учените заплитат две двойки фотони в лаборатория в Нгари и прехвърлят една от четирите „заплетени“ частици на борда на Mo-Dza с помощта на лазер. Сателитът едновременно измерва състоянието както на тази частица, така и на друг фотон, който е бил на борда в този момент, в резултат на което информацията за свойствата на втората частица моментално се „телепортира“ на Земята, променяйки начина, по който „земята“ фотон, объркан с първата частица с поведение.
Общо, както казват китайските физици, те успяха да „заплетат“ и телепортират над 900 фотона, което потвърди правилността на работата „Mo-Zu“ и доказа, че двупосочната „орбитална“ квантова телепортация е принципно възможна. По подобен начин, както отбелязват учените, е възможно да се предават не само фотони, но и кубити, клетки с памет на квантов компютър и други обекти от квантовия свят.
