Физики пока не могут телепортировать людей из плоти и крови, но все же им удалось телепортировать информацию от объекта А до объекта Б - в первый раз в электронной схеме, похожей на компьютерный чип.
Физики из ETH Zurich впервые успешно телепортировали информацию в так называемом твердом состоянии системы. Исследователи сделали это с помощью устройства, похожего на обычный компьютерный чип. Существенным отличием от обычного компьютерного чипа является то, что информация не хранится и обрабатывается на основе законов не классической физики, а квантовой. В исследовании, которое опубликовано в последнем номере научного журнала Nature, исследователи публикуют, что смогли телепортировать информацию на расстояние около шести миллиметров, из одного угла чипа на другой. Без транспортировки физического объекта, несущего информацию о себе.
"Как правило, в телекоммуникационных системах информация передается электромагнитными импульсами. В области мобильной связи, например, используются микроволновые импульсы, а в волоконно-оптических соединениях - оптические импульсы", - объясняет Андреас Уаллрафф, профессор кафедры физики и руководитель исследования. Напротив, квантовая телепортация не передает самого носителя информации, а передает только информацию. Это возможно за счет квантовых механических свойств системы, в частности установления запутанности между отправителем и получателем. Для не-физиков, запутанность представляет собой "магическую" связь между двумя сторонами, в которой используется законы квантовой физики.
В качестве предварительного условия для квантовой телепортации, между отправителем и получателем создается запутанное состояние . После этого обе стороны могут быть физически отделены друг от друга при сохранении их спутанного состояния. В настоящем эксперименте физики запрограммировали немного квантовой информации в устройство на стороне отправителя. Так как обе стороны запутались, эта информация может быть считана в приемнике. "Квантовая телепортация сопоставима с сиянием, как показано в научно-фантастическом сериале Star Trek", говорит Уаллрафф. "Эта информация не путешествовует из точки А в точку B. Она исчезает в точке А и отображается в точке В."
Расстоянии шесть миллиметров, на которое произведена телепортация информации, кажется достаточно маленьким. Год назад, например, австрийским ученым удалось телепортировать информацию более чем на сто километров между Канарскими острова Ла-Пальма и Тенерифе. Этот и другие подобные эксперименты, однако, в корне отличаются от сегодняшнего эксперимента, так как они используют видимый свет в оптической системе для телепортации. ETH-исследователям, однако, удалось телепортировать информацию в системе, которая состоит из сверхпроводящих электронных схем. "Это интересно, потому что такие схемы являются важным элементом для строительства будущих квантовых компьютеров," говорит Wallraff.
Другим преимуществом системы ETH-ученых: она является очень скоростной и гораздо быстрее, чем большинство предыдущих систем телепортации. В этой системе около 10 000 квантовых битов могут будут перенесены в секунду. Квантовый бит - это единица квантовой информации.
На следующем этапе ученые планируют увеличить расстояние между отправителем и получателем. Они постараются телепортировать информацию от одного чипа к другому. И в долгосрочной перспективе целью будет выяснить, может ли квантовая связь быть реализована на больших расстояниях с электронными схемами, сопоставимых с сегодняшними оптическими системами.В другом исследовании, о нем опубликовано в том же номере Nature, международная команда во главе с физиком Акира Фурусава из Токийского университета успешно транспортирует информацию между фотонами, с почти 100% успешными попытками. Такая технология может иметь решающее значение для квантовых компьютеров.
"Телепортация является важной будущей технологии в области квантовой обработки информации", говорит Wallraff. Например, она позволит передавать информацию из одного места в другое в будущих устройствах квантовых процессоров. По сравнению с информационно-коммуникационной структурой сегодняшних технологий, основанных на классической физике, квантовая обработка информации имеет большое преимущество в том, что плотность информации гораздо выше: в квантовых битах информация может храниться и обрабатываться более эффективно, чем в классических.
|