Chińczycy teleportowali foton z Ziemi na orbitę. Chcą stworzyć sieć kwantowej telekomunikacji
Teleportacja to spełnione wyłącznie literacko lub filmowo marzenie wielu twórców science fiction czy fantasy. Jest wysoce mało prawdopodobne, że obiekty makroskopowe będzie można kiedyś teleportować. Na poziomie kwantowym takie sztuczki dzieją się od lat.
Teleportacja to wspaniały pomysł na przemieszczanie się z miejsca na miejsce z pominięciem długiego czasu podróży. W świecie Harry'ego Pottera służyły do tego świstokliki. To zwyczajne przedmioty z niezwykłą właściwością. Jednym z nich był na przykład puchar Turnieju Trójmagicznego. Z grubsza do tego samego służył transporter w serii Star Trek.
Zła wiadomość jest taka, że prawdopodobnie nie doczekamy się teleportacji dużych przedmiotów i jesteśmy zmuszeni korzystać z normalnych środków transportu. W szalonym dla zwykłego człowieka świecie fizyki kwantowej, teleportacja jest potwierdzonym laboratoryjnie faktem. Choć nie jest to do końca to, co sobie wyobrażamy w oparciu o lekturę książek i seanse filmowe.
Chińskim naukowcom udało się właśnie teleportować foton z Ziemi na orbitę. Ściślej rzecz ujmując przesłany został stan kwantowy. Brzmi to nieprawdopodobnie, ale od kilku lat możemy czytać doniesienia o kolejnych rekordach odległości w teleportacji kwantowej. W 2012 roku przeprowadzono taki zabieg z La Palmy na Teneryfę, a odległość wynosiła 143 kilometry.
Dokonanie Chińczyków jest ciekawe z kilku powodów. Po raz pierwszy dokonano teleportacji kwantowej z Ziemi na orbitę. Osiągnięto też najdłuższą dotąd odległość między nadawcą i odbiorcą. Stacja nadawcza zlokalizowana jest w tybetańskiej miejscowości Ngari na wysokości 4000 m n.p.m. Odbiorcą był satelita Micius orbitujący na wysokości 500 km.
Naukowcy najpierw wytworzyli wiązkę 4 tys. splątanych fotonów. Jeden z nich został przesłany do satelity. Następnie powtarzali zabieg. W czasie 32 dni potwierdzono 911 przypadków teleportacji kwantowej. - Zanotowaliśmy pierwszą kwantową teleportację niezależnego kubitu pojedynczego fotonu z obserwatorium naziemnego do satelity na niskiej orbicie przez kanał łącza zwrotnego o długości do 1400 km - informują chińscy naukowcy.
O co chodzi z kwantową teleportacją?
Wyżej wspomniałem, że teleportacja kwantowa nie jest do końca tym, co sobie wyobrażamy. To w sumie truizm w fizyce kwantowej, bo operuje ona pojęciami i opisuje zjawiska, które wykraczają poza porządek fizyczny znany nam ze świata makroskopowego. Teleportacja kwantowa nie polega na prostym zniknięciu fotonu i pojawieniu się go w drugim miejscu. Przesyłane są stany cząstek, ich cechy. W ogromnym uproszczeniu można powiedzieć, że podczas teleportacji tworzona jest kopia cząstki u odbiorcy.
Teleportacja ma ścisły związek ze splątaniem kwantowym. Bardzo trudno opisać go przystępnym językiem. W stanie splątania pomiar jednej cząstki wpływa na wyniki pomiaru drugiej cząstki. Badając cząstkę A poznajemy właściwości cząstki B. Co najważniejsze dzieje się tak bez względu na odległość. Einstein nazwał tę właściwość upiornym działaniem na odległość.
Po co nam teleportacja kwantowa?
Skoro prawdopodobnie nie będziemy mogli teleportować ludzi lub przedmiotów, jakie znaczenie ma teleportacja kwantowa? Zawiera się ono w nieco górnolotnym zachwycie chińskich naukowców po dokonaniu eksperymentu. Badacze chwalili się, że to pierwszy krok w kierunku stworzenia kwantowej sieci telekomunikacyjnej.
Satelita Micius, który posłużył do eksperymentu, został wysłany na orbitę niecały rok temu. Do 2030 r. Chińczycy chcą stworzyć całą sieć kwantowej telekomunikacji.
