Kwantowy przełom! Teleportowali cząstki na odległość ponad tysiąca kilometrów
Teleportacja powoli staje się faktem. Nie chodzi jednak o to, co możemy kojarzyć z filmów science-fiction lecz o specyficzny proces kwantowy - taki, który dzieje się na poziomie cząstek elementarnych. To możliwe dzięki wykorzystaniu zjawiska splątania kwantowego, a także klasycznej komunikacji. Był to skomplikowany proces, który zaczął się od eksperymentów laboratoryjnych, a zakończył sukcesem w praktycznych testach w świecie rzeczywistym.
O najnowszych osiągnięciach nauki przeczytasz więcej na Spider's Web:
Stan kwantowy, stan splątany - o co chodzi?
Według definicji teleportacja kwantowa to „sposób na przeniesienie stanu kwantowego na dowolną odległość z wykorzystaniem stanu splątanego”. Jasne i klarowne prawda? No dobra, to trochę inaczej. Chodzi o transport informacji dotyczącej pewnych cząstek elementarnych z jednego miejsca w drugie. Innymi słowy - nie przeprowadzono teleportacji samej cząstki, a jedynie informacji na jego temat.
Cechy jednej cząstki A (znajdującej się w jednym miejscu) zostały przeniesione na odległość na inną cząstkę B (znajdującą się w miejscu innym niż cząstka A). Na skutek tego doszło do sytuacji, w której cechy cząstki A zostały wgrane do cząstki B i ta stała się cząstką A. Zmiana miejsca dotyczy więc nie cząstki lecz jedynie informacji o jej cechach.
Osiągnięcie jest działem zespołu naukowców kierowanego przez prof. Guangcan Guo i prof. Qiang Zhou z Chińskiego Uniwersytetu Nauk Elektronicznych i Technologicznych (UESTC). Stanowi nowy rekord dla systemu teleportacji kwantowej o zasięgu wynoszącym ponad tysiąc kilometrów.
Jak tłumaczy prof. Zhou:
Zademonstrowanie szybkiej teleportacji kwantowej poza laboratorium wiąże się z całym zestawem wyzwań. Ten eksperyment pokazuje, w jaki sposób można je pokonać, a tym samym stanowi ważny kamień milowy w kierunku przyszłego kwantowego Internetu.
Teleportacja na ponad 1200 km
W przeprowadzeniu eksperymentu pomógł m.in. satelita Micius na niskiej orbicie okołoziemskiej, przy użyciu którego naukowcy z powodzeniem teleportowali informacje kwantowe na odległość przekraczającą 1200 km. Zespół badaczy zastosował także zarówno tomografię stanu kwantowego, jak i tzw. metody stanu wabika aby obliczyć dokładność teleportacji, która znacznie przekroczyła klasyczną granicę. Tym samym osiągnięto szybką teleportację kwantową na znaczną odległość.
Tak szybka teleportacja kwantowa oparta na optyce kwantowej wymaga tak czułych czujników fotonów jak tylko możliwe. Tutaj zastosowano wysokowydajne nadprzewodnikowe detektory pojedynczych fotonów.
Teraz naukowcy oczekują, że sukces ich testu zaowocuje wkrótce stworzeniem szybkiego długodystansowego i posiadającego wielu użytkowników kwantowego Internetu. Internet kwantowy to taka sieć, która umożliwia specjalnym komputerom kwantowym wymianę informacji w warunkach, w których funkcjonują prawa mechaniki kwantowej. Gdyby taki internet powstał, wymiana informacji mogłaby opierać się nie na wymianie sygnałów elektrycznych czy radiowych, ale na teleportacji kwantowej.
Zanim to jednak nastąpi naukowcy muszą rozwikłać jeszcze wiele zagadek dotyczących fizyki cząstek elementarnych, które wciąż wymykają się poznaniu. Nie rezygnujcie więc na razie z usług swojego dostawcy internetu.
