Бөөмийн телепортац. Квантын ABC: Телепортаци

2013 оны 6-р сард Евгений Ползик тэргүүтэй хэсэг физикчид хагас метрийн зайд 10 12 цезийн атомын хамтын эргэлтийг тодорхойлох туршилтыг хийж чаджээ. Энэ бүтээл бүрхэвч хийсэн Байгалийн физик. Энэ нь яагаад үнэхээр чухал үр дүн вэ, туршилтын явцад ямар бэрхшээл тулгарч байсан, эцэст нь Оросын квант төвийн гүйцэтгэх хорооны гишүүн, профессор Евгений Ползик Lenta.ru сайтад "детерминист квант телепортаци" гэж юу болохыг хэлжээ. .

"Lenta.ru": "Квантын телепортация" гэж юу вэ?

Квантын телепортац нь бидний харж байгаа зүйлээс, жишээлбэл, Star Trek цувралаас хэрхэн ялгаатай болохыг ойлгохын тулд та нэг энгийн зүйлийг ойлгох хэрэгтэй. Бидний ертөнц ийм байдлаар бүтээгдсэн: хэрэв бид ямар нэгэн зүйлийн талаар ямар нэгэн зүйл сурахыг хүсч байвал жижиг нарийн ширийн зүйлд ч бид үргэлж алдаа гаргадаг. Хэрэв бид энгийн атомыг авбал хөдөлгөөний хурд болон түүн дэх электронуудын байрлалыг нэгэн зэрэг хэмжих боломжгүй болно (энэ нь Гейзенбергийн тодорхойгүй байдлын зарчим гэж нэрлэгддэг). Өөрөөр хэлбэл, үр дүнг тэг ба нэгийн дарааллаар дүрсэлж болохгүй.

Гэсэн хэдий ч квант механикийн хувьд асуухад тохиромжтой асуулт бол үр дүнг бичих боломжгүй байсан ч дамжуулж болох уу? Сонгодог хэмжилтийн зөвшөөрөгдсөн нарийвчлалаас давсан мэдээллийг дамжуулах үйл явцыг квант телепортаци гэж нэрлэдэг.

Квантын телепортация анх хэзээ үүссэн бэ?

Евгений Ползик, Копенгагены их сургуулийн Нильс Бор институтын профессор (Дани), Оросын квант төвийн гүйцэтгэх хорооны гишүүн

1993 онд Беннетт, Броссард болон бусад зургаан физикч бичжээ Физик тойм захидалнийтлэл (pdf), үүнд тэд квантын телепортацын гайхалтай нэр томъёог гаргаж ирэв. Түүнээс хойш энэ нэр томьёо олон нийтэд маш эерэгээр нөлөөлсөн учраас энэ нь бас гайхалтай юм. Тэдний ажилд квант мэдээлэл дамжуулах протоколыг онолын үүднээс тайлбарласан.

1997 онд фотонуудын анхны квантын телепортацийг хийсэн (үнэндээ хоёр туршилт байсан - Сеиллингер ба Де Мартини нарын бүлгүүд; Сейллингерийг зүгээр л илүү иш татсан). Тэд ажилдаа фотонуудын туйлшралыг телепортолсон - энэхүү туйлшралын чиглэл нь квант хэмжигдэхүүн, өөрөөр хэлбэл өөр өөр магадлал бүхий өөр өөр утгыг авдаг хэмжигдэхүүн юм. Энэ утгыг хэмжих боломжгүй, гэхдээ телепортац хийх боломжтой болсон.

Та дараах зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй: Сейллингер, Де Мартини нарын туршилтанд телепортац нь магадлалын шинж чанартай байсан, өөрөөр хэлбэл амжилтанд хүрэх тодорхой магадлалтай байсан. Тэд 67 (2/3) хувиас багагүй магадлалд хүрч чадсан - үүнийг оросоор сонгодог хязгаар гэж нэрлэх нь зөв юм.

Энэ телепортацийг магадлал гэж нэрлэдэг. 1998 онд бид Caltech-д детерминист телепортац гэж нэрлэдэг зүйлээ хийсэн. Бид гэрлийн импульсийн фаз ба далайцыг телепортолсон. Физикчдийн хэлснээр тэдгээр нь электроны хурд, байршилтай адил "хөдөлгөөнгүй хувьсагч" тул аль хэдийн дурдсан Гейзенбергийн зарчимд захирагддаг. Өөрөөр хэлбэл, нэгэн зэрэг хэмжилт хийхийг хориглоно.

Атомыг жижиг соронз гэж ойлгож болно. Энэ соронзны чиглэл нь эргэлтийн чиглэл юм. Ийм "соронз" -ын чиглэлийг соронзон орон ба гэрлийн тусламжтайгаар удирдаж болно. Фотонууд - гэрлийн бөөмсүүд нь мөн эргэлттэй байдаг бөгөөд үүнийг туйлшрал гэж нэрлэдэг.

Магадлал ба детерминист телепортацын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?

Үүнийг тайлбарлахын тулд эхлээд телепортын талаар бага зэрэг ярих хэрэгтэй. А ба В цэгүүд нь тус бүр нэг атом агуулдаг гэж төсөөлөөд үз дээ. Бид атомын эргэлтийг А-аас В руу дамжуулахыг, өөрөөр хэлбэл В цэг дээрх атомыг А атомынхтой ижил квант төлөвт оруулахыг хүсч байна. Миний хэлсэнчлэн энэ нэг сонгодог холбооны суваг хангалттай биш юм. , тиймээс хоёр суваг шаардлагатай - нэг нь сонгодог, нөгөө нь квант. Бид гэрлийн квантуудыг квант мэдээллийн тээвэрлэгч болгон ашигладаг.

Эхлээд бид гэрлийг В атомаар дамжуулдаг. Орооцолдох процесс явагдах ба үүний үр дүнд гэрэл болон атомын эргэлтийн хооронд холбоо үүснэ. Гэрэл А цэгт ирэхэд бид хоёр цэгийн хооронд квант холбооны суваг үүссэн гэж үзэж болно. А-аар дамжих гэрэл атомын мэдээллийг уншдаг бөгөөд үүний дараа гэрлийг детекторууд барьж авдаг. Яг энэ мөчийг квант сувгаар мэдээлэл дамжуулах мөч гэж үзэж болно.

Одоо зөвхөн хэмжилтийн үр дүнг сонгодог сувгаар B руу шилжүүлэх л үлдлээ, ингэснээр эдгээр өгөгдөл дээр үндэслэн атомын эргэлт дээр зарим өөрчлөлтийг хийх боломжтой болно (жишээлбэл, соронзон орныг өөрчлөх). Үүний үр дүнд В цэг дээр атом А атомын эргэлтийн төлөвийг хүлээн авдаг. Телепортаци дууссан.

Гэвч бодит байдал дээр квант сувгийн дагуу явж буй фотонууд алга болдог (жишээлбэл, хэрэв энэ суваг нь ердийн оптик шилэн бол). Магадлал ба детерминист телепортацийн гол ялгаа нь эдгээр алдагдалд хандах хандлагад яг оршдог. Магадлалын хувьд хэд нь тэнд алдагдсан нь хамаагүй - хэрэв сая фотоноос дор хаяж нэг нь ирсэн бол энэ нь аль хэдийн сайн байна. Энэ утгаараа мэдээж хол зайд фотон илгээхэд илүү тохиромжтой ( Одоогоор дээд амжилт нь 143 километр буюу ойролцоогоор. "Tapes.ru"). Детерминист телепортац нь алдагдалд илүү муу хандлагатай байдаг - ерөнхийдөө алдагдал их байх тусам телепортын чанар мууддаг, өөрөөр хэлбэл утсыг хүлээн авах төгсгөлд үр дүн нь анхны квант төлөвтэй байдаггүй - гэхдээ энэ нь үргэлж ажилладаг. Товчхондоо товчийг дарна.

Гэрэл ба атомуудын орооцолдсон төлөв нь үндсэндээ тэдний эргэлтийн орооцолдсон төлөв юм. Хэрэв атом ба фотоны эргэлтүүд орооцолдсон бол физикчдийн хэлснээр тэдгээрийн параметрийн хэмжилтүүд харилцан хамааралтай болно. Энэ нь жишээ нь, хэрэв фотоны эргэлтийг дээшээ хэмжсэн бол атомын эргэлт нь доошоо байх болно гэсэн үг юм; хэрэв фотоны эргэлт баруун тийш чиглэсэн бол атомын эргэлт зүүн тийш чиглэх гэх мэт. Хамгийн гол нь хэмжилт хийхээс өмнө фотон ч, атом ч тодорхой эргэх чиглэлтэй байдаггүй. Үүнийг үл харгалзан тэд хэрхэн уялдаа холбоотой байдаг вэ? Эндээс л та Ниэлс Борын хэлснээр "квант механикаас толгой эргэх" хэрэгтэй.

Евгений Ползик

Мөн тэдний хэрэглээний талбарууд юугаараа ялгаатай вэ?

Магадлал, миний хэлсэнчлэн хол зайд өгөгдөл дамжуулахад тохиромжтой. Хэрэв бид ирээдүйд квант интернет бүтээхийг хүсч байвал ийм төрлийн телепорт хийх шаардлагатай болно гэж бодъё. Детерминистикийн хувьд энэ нь зарим процессыг телепортлоход тустай байж болно.

Энд бид нэн даруй тодруулах ёстой: одоо эдгээр хоёр төрлийн телепортын хооронд тийм тодорхой хил хязгаар байхгүй байна. Жишээлбэл, Оросын Квантын төвд (зөвхөн тэнд биш) "эрлийз" квант холбооны системийг боловсруулж байгаа бөгөөд үүнд магадлалын болон хэсэгчлэн детерминист хандлагыг ашигладаг.

Бидний ажилд энэ үйл явцын телепортац маш их байсан, та стробоскопик байсан - бид тасралтгүй телепортын талаар хараахан яриагүй байна.

Тэгэхээр энэ нь салангид үйл явц мөн үү?

Тиймээ. Үнэн хэрэгтээ, муж улсын телепорт нь зөвхөн нэг удаа тохиолдож болно. Квант механикийн хориглодог зүйлсийн нэг бол муж улсуудыг хувилах явдал юм. Өөрөөр хэлбэл, хэрэв та ямар нэг зүйлийг телепортолсон бол түүнийг устгасан гэсэн үг.

Танай бүлэг юу хийж чадсан талаар бидэнд хэлээрэй.

Бид цезийн атомуудын нэгдэлтэй байсан бөгөөд бид системийн хамтын эргэлтийг телепортолсон. Манай хий лазер болон соронзон орны нөлөөн дор байсан тул атомуудын эргэлт нь ойролцоогоор ижил чиглэгддэг байв. Бэлтгэлгүй уншигч үүнийг ингэж төсөөлж чадна - манай нэгдэл бол том соронзон зүү юм.

Сум нь чиглэл тодорхойгүй байна (энэ нь эргэлтүүд нь "ойролцоогоор" ижил чиглэгддэг гэсэн үг), Гейзенбергтэй ижил. Энэ тодорхойгүй байдлын чиглэлийг илүү нарийвчлалтай хэмжих боломжгүй ч байрлалыг телепортлох нь нэлээд боломжтой юм. Энэхүү тодорхойгүй байдлын хэмжээ нь атомын тооны квадрат язгуур тутамд нэг юм.

Эндээс ухралт хийх нь чухал юм. Миний дуртай систем бол өрөөний температурт атомын хий юм. Энэ системийн асуудал нь өрөөний температурт квант төлөв хурдан задардагт оршино. Харин манай улсад эдгээр спин мужууд маш удаан амьдардаг. Мөн бид Санкт-Петербургийн эрдэмтэдтэй хамтран ажилласны ачаар ийм амжилтанд хүрч чадсан.

Тэд шинжлэх ухааны үүднээс алкений бүрээс гэж нэрлэгддэг бүрээсийг боловсруулсан. Үндсэндээ энэ нь парафинтай маш төстэй зүйл юм. Хэрэв та ийм бүрхүүлийг шилэн эсийн дотор талд хий цацвал хийн молекулууд нисч (секундэд 200 метрийн хурдтай) ханатай мөргөлддөг боловч тэдгээрийн эргэлтэнд юу ч тохиолддоггүй. Тэд үүнтэй адил сая орчим мөргөлдөөнийг тэсвэрлэж чадна. Надад энэ үйл явцын дүрслэл бий: бүрхэвч нь усан үзмийн мод бүхий бүхэл бүтэн ой шиг, маш том бөгөөд нуруу нь муудахын тулд та хэн нэгэнд нуруугаа өгөх хэрэгтэй. Тэнд бүх зүйл маш том бөгөөд хоорондоо холбогдсон тул түүнийг дамжуулах хүн байхгүй тул тэр тийшээ орж, хөвж, буцаж нисч, түүнд юу ч тохиолдохгүй. Бид 10 орчим жилийн өмнөөс эдгээр бүрээстэй ажиллаж эхэлсэн. Одоо тэдгээрийг сайжруулж, квантын талбарт ашиглах боломжтой нь батлагдсан.

Тиймээс цезийн атомууд руугаа буцъя. Тэд өрөөний температурт байсан (энэ нь бас сайн, учир нь алкений бүрээс нь өндөр температурыг тэсвэрлэх чадваргүй бөгөөд хий авахын тулд та ихэвчлэн ямар нэг зүйлийг ууршуулах, өөрөөр хэлбэл халаах хэрэгтэй).

Та эргэлтийг хагас метрээр дамжуулсан. Ийм богино зай нь үндсэн хязгаарлалт мөн үү?

Мэдээж үгүй. Миний хэлсэнчлэн детерминист телепортац нь алдагдлыг тэсвэрлэдэггүй тул бидний лазерын импульс задгай орон зайг дамжин өнгөрдөг - хэрэв бид тэдгээрийг оптик утас руу буцааж авбал ямар нэгэн алдагдал байнга гарах болно. Ерөнхийдөө хэрэв та тэнд футуризмд оролцож байгаа бол хиймэл дагуул руу ижил туяа буудах боломжтой бөгөөд энэ нь шаардлагатай газарт дохио дамжуулах болно.

Та тасралтгүй телепорт хийх төлөвлөгөөтэй байгаа гэж хэлсэн?

Тиймээ. Зөвхөн энд тасралтгүй байдлыг хэд хэдэн утгаар ойлгох хэрэгтэй. Нэг талаас, бидний ажилд 10 12 атом байдаг тул хамтын эргэлтийн чиглэлийн салангид байдал нь маш өчүүхэн тул эргэлтийг тасралтгүй хувьсагчаар дүрсэлж болно. Энэ утгаараа бидний телепорт үргэлжилсэн.

Нөгөөтэйгүүр, хэрэв үйл явц цаг хугацааны явцад өөрчлөгдвөл бид түүний тасралтгүй байдлын тухай ярьж болно. Тиймээс би дараахь зүйлийг хийж чадна. Энэ үйл явц нь тодорхой хугацааны тогтмол байдаг гэж бодъё - энэ нь миллисекундэд тохиолддог гэж бодъё, тиймээс би үүнийг аваад микросекунд болгон хуваасан, анхны микросекундын дараа "бүм" болсон; дараа нь та түүнийг анхны байдалд нь буцаах хэрэгтэй.

Ийм телепорт бүр нь мэдээжийн хэрэг телепортын төлөвийг устгадаг боловч энэ үйл явцаас үүдэлтэй гадаад өдөөлт нь нөлөөлдөггүй. Тиймээс бид үндсэндээ тодорхой интегралыг телепортлож байна. Бид энэ интегралыг "өргөжүүлж", гадны өдөөлтүүдийн талаар ямар нэг зүйлийг сурч чадна. Энэ бүхнийг санал болгосон онолын өгүүлэл саяхан хэвлэгдлээ. Физик тойм захидал.

Үнэн хэрэгтээ энэ төрлийн нааш цааш телепортацийг маш гүн гүнзгий зүйлд ашиглаж болно. Надад энд ямар нэг зүйл тохиолдож байна, мөн энд ямар нэг зүйл болж байна, мөн телепортын сувгийн тусламжтайгаар би харилцан үйлчлэлийг дуурайж чадна - бие биетэйгээ хэзээ ч харьцаж байгаагүй эдгээр хоёр эргэлт үнэхээр харилцан үйлчилж байгаа мэт. Энэ бол ийм квант симуляци юм.

Мөн квант симуляци бол одоо хүн бүрийн үсэрч байгаа зүйл юм. Та сая оронтой тоог хүчин зүйл болгохын оронд зүгээр л дуурайж болно. Үүнтэй ижил D долгионыг санаарай.

Детерминист телепортацийг квант компьютерт ашиглаж болох уу?

Магадгүй, гэхдээ дараа нь кубитуудыг телепорт хийх шаардлагатай болно. Энэ нь бүх төрлийн алдаа засах алгоритмуудыг шаарддаг. Мөн тэд дөнгөж хөгжиж эхэлж байна.

Ийм телепортын машиныг "Холбоо барих" кинонд бүтээсэн. Түүний тусламжтайгаар Жоди Фостерын баатар бүсгүй өөр ертөнцөөр аялсан ч юм уу, үгүй ​​ч юм уу...

Зохиолч, сценаристуудын төсөөлж буй уран зөгнөлт ертөнцөд телепорт нь ердийн тээврийн үйлчилгээ болоод удаж байна. Сансарт шилжих ийм хурдан, тохиромжтой, нэгэн зэрэг зөн совинтой аргыг олоход хэцүү юм шиг санагддаг.

Цацрагийн тухай сайхан санааг эрдэмтэд мөн дэмжиж байна: кибернетикийг үндэслэгч Норберт Винер "Кибернетик ба нийгэм" бүтээлдээ "телеграф ашиглан аялах боломж"-д бүхэл бүтэн бүлгийг зориулжээ. Түүнээс хойш хагас зуун жил өнгөрсөн бөгөөд энэ хугацаанд бид хүн төрөлхтний ийм аялал хийх мөрөөдөлд бараг ойртсон: дэлхийн хэд хэдэн лабораторид квантын телепортацийг амжилттай хийсэн.

Үндсэн мэдээлэл

Телепортац яагаад квант вэ? Баримт нь квант объектууд (элементар бөөмс эсвэл атомууд) нь квант ертөнцийн хуулиар тодорхойлогддог өвөрмөц шинж чанартай бөгөөд макро ертөнцөд ажиглагддаггүй. Чухамхүү бөөмсийн эдгээр шинж чанарууд нь телепортацийн туршилт хийх үндэс суурь болсон юм.

EPR парадокс

Квантын онол идэвхтэй хөгжиж байх үед 1935 онд Альберт Эйнштейн, Борис Подольский, Натан Розен нарын алдарт бүтээлд "Бодит байдлын квант механик дүрслэл бүрэн байж чадах уу?" EPR парадокс (Эйнштейн-Подольский-Розены парадокс) гэж нэрлэгдэх болсон.

Зохиогчид энэ нь квант онолоос үүдэлтэй болохыг харуулсан: хэрэв нийтлэг өнгөрсөн үетэй А ба В хоёр бөөмс (мөргөлдөөний дараа тараагдсан эсвэл зарим бөөмийн задралын явцад үүссэн) байвал В бөөмийн төлөв байдал нь бөөмийн төлөв байдлаас хамаарна. А бөгөөд энэ хамаарал нь шууд, ямар ч зайд илрэх ёстой. Ийм бөөмсийг EPR хос гэж нэрлэдэг бөгөөд "орозогдсон" төлөвт байдаг гэж үздэг.

Юуны өмнө, квант ертөнцөд бөөмс нь магадлалын объект гэдгийг санацгаая, өөрөөр хэлбэл энэ нь нэгэн зэрэг хэд хэдэн төлөвт байж болно - жишээлбэл, энэ нь зөвхөн "хар" эсвэл "цагаан" биш байж болно. "саарал". Гэсэн хэдий ч, ийм бөөмийг хэмжихдээ бид "хар" эсвэл "цагаан" гэсэн боломжит төлөвүүдийн зөвхөн нэгийг нь харж, урьдчилан таамаглах боломжтой байх бөгөөд бусад бүх төлөв устах болно. Түүгээр ч барахгүй хоёр квант бөөмсөөс ийм "ороолдсон" төлөвийг бий болгох боломжтой бөгөөд бүх зүйл илүү сонирхолтой байх болно: хэрэв хэмжихэд тэдгээрийн нэг нь "хар" болж хувирвал нөгөө нь "цагаан" байх болно. эсрэгээрээ!

Парадокс гэж юу болохыг ойлгохын тулд эхлээд макроскопийн объектуудтай туршилт хийдэг. Хар ба цагаан гэсэн хоёр бөмбөлөг агуулсан хоёр хайрцгийг авцгаая. Тэгээд бид эдгээр хайрцгуудын нэгийг нь хойд туйл руу, нөгөөг нь өмнөд туйл руу аваачих болно.

Хэрэв бид өмнөд туйл дахь бөмбөгний аль нэгийг (жишээлбэл, хар) гаргаж авбал энэ нь хойд туйл дахь сонголтын үр дүнд ямар ч байдлаар нөлөөлөхгүй. Энэ тохиолдолд бид яг цагаан бөмбөгтэй таарах нь огт шаардлагагүй юм. Энэхүү энгийн жишээ нь манай ертөнцөд EPR парадоксыг ажиглах боломжгүй гэдгийг баталж байна.

Гэвч 1980 онд Алан Аспект туршилтаар квант ертөнцөд EPR парадокс бодитоор тохиолддог гэдгийг харуулсан. A болон B EPR бөөмсийн төлөв байдлын тусгай хэмжилтүүд нь EPR хос нь зүгээр нэг нийтлэг өнгөрсөн үеээр холбогддоггүй, харин В бөөм нь А бөөмийг хэрхэн хэмжиж (түүний шинж чанарыг хэмжсэн), үр дүн нь ямар байсныг шууд "мэддэг" болохыг харуулсан. . Хэрэв бид дээр дурдсан дөрвөн бөмбөгтэй хайрцагны тухай ярьж байгаа бол энэ нь өмнөд туйлд хар бөмбөг гаргасны дараа бид хойд туйлд цагаан бөмбөг гаргах ёстой гэсэн үг юм! Гэхдээ A ба B хооронд ямар ч харилцан үйлчлэл байхгүй бөгөөд хэт гэрэлтсэн дохио дамжуулах боломжгүй юм! Дараачийн туршилтуудаар EPR хосын хэсгүүд бие биенээсээ 10 км-ийн зайд тусгаарлагдсан байсан ч EPR парадокс байгаа нь батлагдсан.

Бидний зөн совингийн үүднээс огт итгэмээргүй эдгээр туршилтуудыг квант онолоор хялбархан тайлбарладаг. Эцсийн эцэст, EPR хос нь "ороолдсон" төлөвт байгаа хоёр бөөмс бөгөөд энэ нь хэмжилтийн үр дүн, жишээлбэл, А бөөм нь В бөөмийг хэмжих үр дүнг тодорхойлдог гэсэн үг юм.

Эйнштейн EPR хос хэсгүүдийн урьдчилан таамагласан зан үйлийг "алсын зайд чөтгөрүүдийн үйлдэл" гэж үзсэн нь сонирхолтой бөгөөд EPR парадокс нь эрдэмтэн хүлээн зөвшөөрөхөөс татгалзсан квант механикийн үл нийцэлийг дахин харуулж байна гэдэгт итгэлтэй байв. "Хэрэв квант онолын дагуу ажиглагч ажиглагдсан зүйлийг бий болгодог эсвэл хэсэгчлэн үүсгэж чаддаг бол хулгана үүнийг хараад л орчлон ертөнцийг дахин бүтээж чадна" гэж тэр парадокс тайлбарлах нь үнэмшилгүй гэж үзсэн.

Телепортацын туршилтууд

1993 онд Чарльз Беннетт болон түүний хамтрагчид EPR хосын гайхалтай шинж чанарыг хэрхэн ашиглахыг олж мэдсэн: тэд EPR хос ашиглан объектын квант төлөвийг өөр квант объект руу шилжүүлэх аргыг зохион бүтээсэн бөгөөд энэ аргыг квант телепортац гэж нэрлэжээ. Мөн 1997 онд Антон Зейлингерээр ахлуулсан туршилтын хэсэг анх удаа фотоны төлөвийн квант телепортацийг хийжээ. Телепортын схемийг оруулгад дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно.

Хязгаарлалт, бухимдал

Квантын телепорт нь объектыг шилжүүлэх биш, харин зөвхөн нэг объектын үл мэдэгдэх квант төлөвийг нөгөө квант объект руу шилжүүлэх нь үндсэндээ чухал юм. Телепортолсон объектын квант төлөв нь бидний хувьд оньсого хэвээр байгаа төдийгүй эргэлт буцалтгүй устгагдсан. Гэхдээ бидний бүрэн итгэлтэй байж болох зүйл бол бид өөр газар дахь өөр объектын ижил төлөвийг олж авсан явдал юм.

Телепортыг агшин зуурт болно гэж найдаж байсан хүмүүс сэтгэл дундуур байх болно. Беннетийн аргын хувьд амжилттай телепорт хийх нь сонгодог холбооны суваг шаарддаг бөгөөд энэ нь телепортын хурд нь ердийн сувгаар өгөгдөл дамжуулах хурдаас хэтрэхгүй гэсэн үг юм.

Бөөм, атомын төлөв байдлын телепортоос макроскопийн объектуудын телепортац руу шилжих боломжтой эсэх нь одоогоор тодорхойгүй байна.

Өргөдөл

Квантын телепортацын практик хэрэглээ хурдан олдсон - эдгээр нь квант төлөв байдлын багц хэлбэрээр хадгалагддаг квант компьютерууд юм. Энд квантын телепортац нь өгөгдөл дамжуулах хамгийн тохиромжтой арга болж хувирсан бөгөөд энэ нь дамжуулагдсан мэдээллийг таслан зогсоох, хуулбарлах боломжийг үндсээр нь арилгадаг.

Тухайн хүний ​​ээлж ирэх болов уу?

Квантын телепортацийн орчин үеийн бүх дэвшлийг үл харгалзан хүний ​​телепортацын хэтийн төлөв маш бүрхэг хэвээр байна. Мэдээжийн хэрэг, эрдэмтэд ямар нэгэн зүйлийг гаргаж ирнэ гэдэгт итгэхийг хүсч байна. 1966 онд "Технологийн нийлбэр" номондоо Станислав Лем: "Хэрэв бид Наполеоныг атомаас нэгтгэж чадвал (бидэнд "атомын тооллого" байгаа бол) Наполеон амьд хүн болно. Хэрэв та ямар нэгэн хүнээс ийм бараа материалыг аваад "телеграфаар" хүлээн авах төхөөрөмж рүү дамжуулах юм бол төхөөрөмж нь хүлээн авсан мэдээлэлд үндэслэн энэ хүний ​​бие, тархийг дахин бүтээдэг бол тэр хүн хүлээн авахаас гарч ирнэ. төхөөрөмж амьд, эрүүл."

Гэсэн хэдий ч энэ тохиолдолд практик нь онолоос хамаагүй илүү төвөгтэй байдаг. Тиймээс та бид хоёрын аюулгүй байдлын баталгаатай телепорт ашиглан дэлхийг тойрон аялах нь юу л бол, учир нь энэ нь нэг л алдаа бөгөөд та утгагүй атомын цуглуулга болж хувирах болно. Клиффорд Симакийн зохиолын туршлагатай галактикийн байцаагч энэ талаар маш их зүйлийг мэддэг бөгөөд "бодисыг хол зайд шилжүүлдэг хүмүүс эхлээд үүнийг зөв хийж сурах хэрэгтэй" гэж тэр итгэдэггүй.

Квантын ертөнц биднийхээс маш хол байдаг тул түүний хуулиуд нь бидэнд ихэвчлэн хачирхалтай, ойлгомжгүй мэт санагддаг. Гэсэн хэдий ч квант физикийн чухал мэдээ ирж байгаа тул одоо тэдний талаар зөв ойлголттой байх шаардлагатай байна - эс тэгвээс физикчдийн ажил бидний нүдэн дээр шинжлэх ухаанаас ид шид болж хувирч, домогт дарагдсаар байна. Үүний тод жишээ бол квантын телепортац бөгөөд үүний эргэн тойронд маш их үл ойлголцол хуримтлагдаж, шинжлэх ухааны сэтгүүлчид ч ийм туршилтыг зөв тайлбарлаж чаддаггүй. Квантын телепортац гэж юу болох, юу нь биш болохыг тайлбарласнаар бид Оросын квантын төвтэй хамтран бэлтгэсэн цуврал материалыг эхлүүлж байна. Өнөөдөр RCC-ийн ажилтан, Калгаригийн их сургуулийн профессор Александр Львовский бидний асуултад хариулж байна.

Квантын телепортац гэж юу вэ, үүнийг хэн зохион бүтээсэн, ийм анхны бөгөөд хамгийн энгийн туршилт ямар харагдаж байна вэ?

Квантын телепортац гэдэг нь зарим физик объектын квант төлөвийг (жишээлбэл, фотон) квант бөөмийн шууд дамжуулалтыг ашиглахгүйгээр өөр байршилд байрлах ижил объект руу шилжүүлэхийг хэлнэ.

Квантын телепортацийн санааг 1984 онд квантын криптографийг санал болгосон Чарльз Беннетт, Жиллес Брассард зэрэг онолчид 1993 онд санал болгосон. Туршилтын тэргүүлэх чиглэлүүдийн хувьд энэ нь хоёр бүлгийн хооронд маргаантай байдаг. Фотоны телепортацийн анхны туршилтыг Ром дахь профессор Франческо Де Мартинигийн бүлэг хийсэн. Гэвч түүний сэтгүүлд илгээсэн нийтлэлийг тоймчид техникийн шалтгаанаар “боож” орхижээ. Тиймээс өөр нэг бүлэг хамгийн түрүүнд гарч ирэв - Инсбрукт (Австри) профессор Антон Зейлингер.

Уламжлал ёсоор квант холбооны шугамын хоёр төгсгөлд байгаа түншүүдийг Алис, Боб гэж нэрлэдэг. Тиймээс Алисагаас Боб руу фотон дамжуулахын тулд тэд орооцолдсон төлөвт хос фотоныг нэмж бэлдэж, солилцох хэрэгтэй. Тиймээс эхэндээ Алис хоёр фотонтой байдаг: түүний телепорт хийхийг хүсч буй нэг нь болон орооцолдсон хоёрын нэг нь, Бобд эдгээр хоёрын хоёр дахь нь байдаг. Телепортын үеэр Алис хоёр фотоныхоо квант төлөвийг хэмжиж, үр дүнг Боб руу дамжуулдаг.

"Квант төлөвийг хэмждэг" гэдэг нь юу гэсэн үг вэ? Үүнийг туршилтаар хэрхэн хийдэг вэ?

Хэрэв бид оптик туйлшралын төлөв байдлын тухай ярьж байгаа бол (өөрөөр хэлбэл цахилгаан соронзон долгионы талбар нь аль хавтгайд хэлбэлздэг) туйлшралын цацрагийг задлагч гэж нэрлэдэг. Энэ бол хэвтээ туйлширсан фотоныг дамжуулж, босоо туйлширсан фотонуудыг 90 градусын өнцгөөр тусгадаг шилэн шоо юм. Хэрэв фотон нь өөр аргаар туйлширч, өөрөөр хэлбэл босоо болон хэвтээ төлөв байдлын суперпозицияд байгаа бол санамсаргүй байдлаар дамжин өнгөрөх эсвэл тодорхой магадлалтайгаар тусах болно. Кубын ард дамжуулах, тусгах сувагт гэрлийн квантууд тусах үед цахилгаан импульс үүсгэдэг дан фотон мэдрэгчийг байрлуулсан байдаг.

Орооцолдсон хос фотонууд хаанаас гардаг вэ, тэдгээрт яг юу орооцолдсон бэ?

Орооцолдсон хос фотонууд нь тусгай талстуудад үүсдэг. Ийм талстуудын гайхалтай шинж чанар нь фотоныг "хуваах" чадвартай байдаг. Хэрэв та тэдгээрээр хүчтэй лазер туяа дамжуулвал энэ цацраг дахь фотонуудын зарим нь бага энергитэй хос фотон болж задрах болно. Эдгээр хосууд нь зөвхөн туйлшралаас гадна янз бүрийн параметрүүдээр орооцолдож болно - давтамж, үүсэх хугацаа, ялгаралтын чиглэлд.

Ямар ч байсан орооцолдсон бөөмс гэж юу вэ? Жишээлбэл, бид хос фотоныг авч, тэдгээрийн хооронд зай гаргаж, тэдгээрийн аль нэгнийх нь төлөвийг хэмжсэн. Тэр үед хоёр дахь нь ямар нэгэн зүйл тохиолдсон уу? Эсвэл цүнхэнд шидээд нэгийг нь сугалж аваад яг аль нь үлдсэнийг олж мэдэх хоёр бөмбөгтэй туршилт шиг бид энэ талаар ямар нэгэн зүйл сурсан уу?

Орооцолдсон төлөв гэдэг нь хоёр тусдаа квант объект нэгэн зэрэг орших суперпозиция төлөв юм. Жишээлбэл, хоёр фотоны төлөв байдлын суперпозиция, эхнийх нь Алисын фотон хэвтээ туйлшралтай, Бобын фотон босоо туйлшралтай, хоёр дахь нь эсрэгээрээ орооцолдсон байна.

Орооцолдсон объектуудын квант шинж чанарууд нь харилцан хамааралтай байдаг. Энэ нь хэрэв түншүүдийн аль нэг нь хэвтээ туйлшралд байгаа фотоныг илрүүлбэл хоёр дахь туйлшрал нь босоо болно гэсэн үг биш юм (үүнтэй төстэй хамаарал нь сонгодог объектуудад, тухайлбал таны дурдсан уутанд байгаа бөмбөлгүүдэд байдаг) . Квант корреляцийн хувьд, аль нь ч байсанАлис ямар ч туйлшралын өнцгийг нээсэн бай, Боб Алистай адил туйлшралыг олох нь гарцаагүй. Гантигуудтай харьцуулахад ялгаа нь тэд өөрсдөө тодорхой өнгөтэй байдаг - бид тэднийг харахаас өмнө ч гэсэн. Квантын объектын хувьд нөхцөл байдал өөр байдаг - бид үүнийг хэмжихээс өмнө тэдгээр нь туйлшралтай гэж хэлж болохгүй. Хэмжилт хийхээс өмнө тэдгээр нь өөр өөр туйлшралын суперпозицияд байрладаг.

Жишээлбэл, Алис өөрийн фотоны замд туйлширч буй цацраг задлагчийг байрлуулж, 30 градусын өнцгөөр хазайж, түүний ард байрлах илрүүлэгч "товшиж" байгааг олж мэдэв гэж бодъё. Энэ нь фотон цацраг задлагчаар дамжсан гэсэн үг - Алис 30 градусын туйлшралтай фотоныг илрүүлсэн. Дараа нь Боб ижил төстэй хэмжилт хийвэл түүний цацраг задлагч нь фотоныг тодорхой тусгаж, Бобын фотон 120 градусын туйлшралтай болохыг харуулна. Алис цацраг задлагчийнхаа өнцгийг өөрчилснөөр Боб хичнээн хол байсан ч Бобын фотоныг тодорхой төлөвт алсаас бэлтгэж чаддаг болох нь харагдаж байна. нэн даруй, ямар ч харилцан үйлчлэлгүйгээр! Энэ үзэгдлийг квантын орон нутгийн бус байдал гэж нэрлэдэг. Харамсалтай нь орон нутгийн бус байдлыг ашигласнаар мэдээллийг алсаас дамжуулах боломжгүй (эсвэл ийм харилцаа холбоо агшин зуур байх болно, энэ нь харьцангуйн онол, ерөнхийдөө нийтлэг ойлголттой зөрчилддөг). Гэсэн хэдий ч үүнийг телепортод ашиглаж болох бөгөөд энэ нь SRT-тэй зөрчилддөггүй.

Бид орооцолдсон хосуудыг ангилсан, одоо бид квант телепортацийг хэрхэн хийх вэ?

Teleportation нь орон нутгийн бус байдлын илүү төвөгтэй төрлийг ашигладаг. Алис гартаа байгаа хос фотон дээр хамтарсан хэмжилт хийдэг - анхны фотон (тэр телепорт хийхийг хүсч байгаа) болон орооцолдсон хосын нэг хэсэг юм.

Дараа нь Бобын фотон нь Алисын фотоны анхны туйлшралтай ижил буюу энгийн үйлдлээр энэ туйлшралыг бууруулж болох туйлшралтай төлөвт хувирна. Энэ тохиолдолд Алисын фотон устаж, үүнээс болж квант клончлохыг хориглож байна.

Энэ бол хууран мэхлэлт бөгөөд зөвхөн бөөмийн төлөв байдлыг л дамжуулдаг болохоос бөөмс өөрөө биш. Яагаад үүнийг телепорт гэж нэрлэдэг вэ?

Нэгдүгээрт, квантын телепорт гэдэг нь тодорхой утгатай физик нэр томьёо бөгөөд "энгийн" телепортац нь шинжлэх ухааны уран зохиолын нэр томъёо юм. Тиймээс эдгээр нь ерөнхийдөө өөр өөр ойлголтууд юм. Гэсэн хэдий ч дэлхий дээрх бүх зүйл, түүний дотор хүний ​​бие нь үл ялгагдах тоосонцор болж буурдаг гэдгийг санах нь зүйтэй. Бид хүчилтөрөгч, устөрөгч, нүүрстөрөгчөөс бүрдэх ба бусад химийн элементүүдээс бүрддэг. Хэрэв бид шаардлагатай элементүүдийн шаардлагатай тооны атомыг цуглуулж, дараа нь телепортацийг ашиглан тэдгээрийг телепортолсон хүний ​​​​бие дэх төлөвтэй ижил төлөвт оруулбал бид ижил хүнийг авах болно. Энэ нь сансар огторгуй дахь байрлалыг эс тооцвол анхныхаас физикийн хувьд ялгагдахгүй байх болно (эцэст нь ижил квант бөөмсүүд нь ялгагдахгүй). Мэдээжийн хэрэг, би хэт туйлширч байна - бүхэл бүтэн үүрд биднийг хүний ​​телепортоос тусгаарладаг. Гэсэн хэдий ч асуудлын гол нь яг ийм байна: ижил квант бөөмс хаа сайгүй байдаг боловч тэдгээрийг хүссэн квант төлөвт оруулах нь тийм ч хялбар биш юм.

За, яагаад ерөөсөө ямар нэг зүйлийг телепорт гэж?

Макроскопийн объектуудыг, жишээлбэл, хүмүүсийг телепорт хийх нь квант технологийн яаралтай ажлуудын нэг биш юм. Гэсэн хэдий ч микроскопийн тоосонцоруудын квант төлөвийн телепортаци нь квант мэдээллийн технологид ашигтай болж хувирав. Жишээлбэл, энэ нь квант компьютер болон давталтын тодорхой загваруудын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Мөн та телепорт ашиглан хэрхэн холболт хийх вэ?

Квантын холбоо нь бие даасан фотонуудын төлөвт битүүдийг кодлоход суурилдаг. Орчин үеийн квант холбооны системд эдгээр фотонууд нь Алисаас Боб руу шилэн кабелиар шууд дамждаг. Асуудал нь ийм суваг ихээхэн алдагдалтай байдаг: нийт фотоны тал хувь нь 10-15 км тутамд алдагддаг. Энэ нь практик дамжуулалтын хүрээг зуу орчим километрээр хязгаарладаг. Гэхдээ энэ хүндрэлийг фотоныг шууд дамжуулахгүй, харин тойрч гарах боломжтой телепорттэдний. Тэгвэл Алисын фотон богино зайд л явах хэрэгтэй болно.

Мөн энэ нь практикт хэрхэн хэрэгждэг вэ? Хурд, телепортын хүрээ хэд вэ, давталтын хувьд яах вэ?

Техникийн нарийн ширийн зүйлийг ярихгүйгээр би ийм схемийг хэрэгжүүлэхийн тулд зөвхөн фотонуудын квант төлөвийг телепорт хийх чадвартай байх шаардлагатай гэж хэлье. байлгахтэдгээр нь харьцангуй удаан хугацаанд өөрчлөгдөөгүй (дор хаяж хэдэн миллисекунд). Үүний тулд фотонуудад зориулсан квант санах ойн эсийг боловсруулах шаардлагатай боловч шаардлагатай параметр бүхий ийм төхөөрөмж бидэнд хараахан байхгүй байна. Тиймээс квант давталт хараахан хэрэгжээгүй байна. Гэсэн хэдий ч ойрын хэдэн жил хүндрэл бэрхшээлийг даван туулна гэж найдаж байна.

Квантын телепортод тулгарч буй гол асуудлууд юу вэ, тэдгээрийн шийдэл бидэнд юу амлаж байна вэ?

"Квантын интернет" болон бусад квант мэдээллийн технологийг хэрэгжүүлэхийн тулд бид өөр өөр физик шинж чанартай объектууд - фотон, атом, квант цэг, хэт дамжуулагч хэлхээ гэх мэт квант төлөвийг хэрхэн шилжүүлэх талаар сурах хэрэгтэй.

Бэлтгэсэн: Александр Ершов

Энгийн үгээр квант орооцолдох гэж юу вэ? Teleportation - боломжтой юу? Телепорт хийх боломжтой нь туршилтаар батлагдсан уу? Эйнштейний хар дарсан зүүд юу вэ? Энэ нийтлэлд та эдгээр асуултын хариултыг авах болно.

Бид шинжлэх ухааны зөгнөлт кино, номон дээр телепортацтай тааралддаг. Зохиолчдын бодож олсон зүйл яагаад эцэст нь бидний бодит байдал болж хувирдаг талаар та бодож байсан уу? Тэд хэрхэн ирээдүйг урьдчилан таамаглаж чаддаг вэ? Энэ бол санамсаргүй тохиолдол биш гэж бодож байна. Шинжлэх ухааны уран зөгнөлт зохиолчид ихэвчлэн физик болон бусад шинжлэх ухааны талаар өргөн мэдлэгтэй байдаг бөгөөд энэ нь тэдний зөн совин, ер бусын төсөөлөлтэй хослуулан өнгөрсөнд ретроспектив дүн шинжилгээ хийж, ирээдүйн үйл явдлыг дуурайлган хийхэд тусалдаг.

Нийтлэлээс та дараахь зүйлийг сурах болно.

• Квантын орооцолдол гэж юу вэ?

Үзэл баримтлал "квантын орооцолдол"квант механикийн тэгшитгэлээс үүссэн онолын таамаглалаас үүссэн. Энэ нь дараахь утгатай: хэрэв 2 квант бөөмс (тэдгээр нь электрон, фотон байж болно) харилцан хамааралтай (орооолцож) байвал орчлон ертөнцийн өөр өөр хэсгүүдэд хуваагдсан ч холболт хэвээр байна.

Квантын орооцолдлын нээлт нь телепортацын онолын боломжийг тайлбарлах зарим арга зам юм.

Товчхондоо тэгвэл эргүүлэхквант бөөмийн (электрон, фотон) өөрийн өнцгийн импульс гэж нэрлэдэг. Спинийг вектороор, харин квант бөөмсийг өөрөө микроскопийн соронзоор илэрхийлж болно.

Хэрэв хэн ч квант, жишээлбэл электроныг ажиглахгүй бол тэр бүх эргэх утгыг нэгэн зэрэг агуулна гэдгийг ойлгох нь чухал юм. Квант механикийн энэхүү үндсэн ойлголтыг "суперпозиция" гэж нэрлэдэг.

Таны электрон цагийн зүүний дагуу болон цагийн зүүний эсрэг нэгэн зэрэг эргэлдэж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Өөрөөр хэлбэл, тэр нэгэн зэрэг эргэх хоёр төлөвт байна (вектор эргэх / вектор эргэх). Танилцуулсан уу? БОЛЖ БАЙНА УУ. Гэхдээ ажиглагч гарч ирэн түүний төлөвийг хэмжихэд электрон өөрөө аль спин векторыг хүлээн авах ёстойг тодорхойлдог - дээш эсвэл доош.

Та электрон эргэлтийг хэрхэн хэмждэгийг мэдмээр байна уу?Энэ нь соронзон орон дээр байрладаг: талбайн чиглэлийн эсрэг эргэлттэй электронууд өөр өөр чиглэлд хазайх болно. Фотоны эргэлтийг туйлшруулагч шүүлтүүр рүү чиглүүлэх замаар хэмждэг. Хэрэв фотоны эргэлт (эсвэл туйлшрал) нь "-1" бол шүүлтүүрээр дамжихгүй, харин "+1" бол дамжуулдаг.

Дүгнэлт.Нэг электроны төлөвийг хэмжиж, түүний спин нь "+1" болохыг тодорхойлсны дараа түүнтэй холбоотой буюу "ороолдсон" электрон "-1" ээрэх утгыг авна. Тэр Ангараг дээр байсан ч тэр даруй. Хэдийгээр 2-р электроны төлөвийг хэмжихээс өмнө энэ нь нэгэн зэрэг эргэх утгатай байв ("+1" ба "-1").

Математикаар нотлогдсон энэ парадокс Эйнштейнд тийм ч их дургүй байв. Учир нь гэрлийн хурдаас илүү хурд байхгүй гэсэн түүний нээлттэй зөрчилдсөн юм. Гэхдээ орооцолдсон бөөмсийн тухай ойлголт батлагдсан: хэрвээ орооцолдсон бөөмсийн аль нэг нь Дэлхий дээр, 2 дахь нь Ангараг дээр байгаа бол 1-р бөөмс нь төлөвийг нь хэмжиж байх үед тэр даруй (гэрлийн хурдаас хурдан) руу шилждэг. 2-р бөөмийн мэдээлэл нь түүний хүлээн авах эргэлтийн үнэ цэнэ. Тухайлбал: эсрэг утгатай.

Эйнштейний Бортой хийсэн маргаан. Хэний зөв бэ?

Эйнштейн "квант орооцолдох" гэж SPUCKHAFTE FERWIRKLUNG (Герман) эсвэл алсын зайнаас аймшигт, сүнслэг, ер бусын үйлдэл.

Эйнштейн квант бөөмийн орооцолдолын тухай Борын тайлбартай санал нийлэхгүй байсан. Учир нь тэр Мэдээллийг гэрлийн хурдаас хурдан дамжуулах боломжгүй гэсэн түүний онолтой зөрчилдсөн. 1935 онд тэрээр бодлын туршилтыг дүрсэлсэн нийтлэлээ хэвлүүлжээ. Энэ туршилтыг "Эйнштейн-Подольский-Розены парадокс" гэж нэрлэсэн.

Эйнштейн холбогдсон бөөмс оршин тогтнох боломжтой гэдэгтэй санал нийлж байсан ч тэдгээрийн хооронд мэдээлэл агшин зуур дамжих талаар өөр тайлбар гаргажээ. Тэрээр "орооцолдсон бөөмс" гэж хэлсэн. харин хос бээлий шиг.Та хос бээлийтэй гэж төсөөлөөд үз дээ. Та зүүнийг нь нэг чемоданд, барууныг нь хоёрдугаарт хийнэ. Та 1-р чемоданыг найздаа, 2-ыг сар руу явуулсан. Найз нь чемоданыг хүлээн авахдаа чемодан нь зүүн эсвэл баруун бээлийтэй гэдгийг мэдэх болно. Тэр чемоданыг онгойлгоод, дотор нь зүүн бээлий байгааг хараад тэр саран дээр баруун бээлий байгааг шууд мэдэх болно. Энэ нь найз нь зүүн бээлий нь чемоданд байгаа нь нөлөөлсөн гэсэн үг биш бөгөөд зүүн бээлий нь мэдээллийг баруун талд нь шууд дамжуулсан гэсэн үг биш юм. Энэ нь зөвхөн бээлийний шинж чанар нь тусгаарлагдсан цагаасаа эхлэн ижил байсан гэсэн үг юм. Тэдгээр. орооцолдсон квант бөөмс нь эхлээд төлөв байдлын талаархи мэдээллийг агуулдаг.

Зайлшгүй хол зайд тусгаарлагдсан ч гэсэн хоорондоо холбогдсон бөөмсүүд мэдээллийг агшин зуур дамжуулдаг гэж Бор хэнийх нь зөв байсан бэ? Эсвэл ер бусын холбоо байхгүй, хэмжилт хийх мөчөөс хамаагүй өмнө бүх зүйлийг урьдчилан тодорхойлсон гэж үздэг Эйнштейн.

Энэхүү мэтгэлцээн философийн талбарт 30 жилийн турш шилжсэн. Түүнээс хойш маргаан шийдэгдсэн үү?

Беллийн теорем. Маргаан шийдэгдсэн үү?

Жон Клаузер Колумбийн их сургуулийн төгсөх курсын оюутан байхдаа 1967 онд Ирландын физикч Жон Беллийн мартагдсан бүтээлийг олжээ. Энэ нь сенсаац байсан: энэ нь болж хувирав Белл Бор, Эйнштейн хоёрын хоорондох мухардлыг эвдэж чадсан.. Тэрээр хоёр таамаглалыг туршилтаар шалгахыг санал болгов. Үүний тулд тэрээр орооцолдсон олон хос бөөмсийг үүсгэж, харьцуулах машин бүтээхийг санал болгов. Жон Клаузер ийм машин бүтээж эхлэв. Түүний машин олон мянган хос орооцолдсон тоосонцор үүсгэж, тэдгээрийг янз бүрийн параметрийн дагуу харьцуулж чаддаг. Туршилтын үр дүн Борын зөвийг баталсан.

Удалгүй Францын физикч Ален Аспе туршилт явуулсан бөгөөд тэдгээрийн нэг нь Эйнштейн, Бор хоёрын хоорондох маргааны мөн чанарт хамааралтай байв. Энэ туршилтаар 1-ээс 2-р хүртэлх дохио гэрлийн хурдаас давсан хурдаар дамжсан тохиолдолд л нэг бөөмийн хэмжилт нөгөөд шууд нөлөөлж болно. Гэхдээ энэ боломжгүй гэдгийг Эйнштейн өөрөө нотолсон. Зөвхөн нэг л тайлбар үлдсэн - бөөмс хоорондын тайлагдашгүй, ер бусын холбоо.

Туршилтын үр дүн квант механикийн онолын таамаглал зөв болохыг баталсан.Квантын орооцолдол бол бодит байдал ( Квантын орооцолдол Википедиа). Квантын тоосонцор нь асар их зайтай байсан ч холбогдож болно.Нэг бөөмийн төлөв байдлыг хэмжих нь түүнээс хол орших 2-р бөөмийн төлөв байдалд тэдгээрийн хоорондын зай байхгүй мэт нөлөөлнө. Ер бусын алсын зайн харилцаа үнэхээр тохиолддог.

Асуулт хэвээр байна, телепорт хийх боломжтой юу?

Телепортацийг туршилтаар баталгаажуулсан уу?

2011 онд Японы эрдэмтэд фотоныг дэлхийд анх удаа дамжуулж байжээ! Гэрлийн цацрагийг А цэгээс В цэг рүү шууд шилжүүлэв.

Хэрэв та квант орооцолдлын талаар уншсан бүх зүйлээ 5 минутын дотор цэгцлэхийг хүсвэл энэ гайхалтай видеог үзээрэй.

Удахгүй уулзацгаая!

Та бүхэнд сонирхолтой, урам зоригтой төслүүдийг хүсч байна!

P.S. Хэрэв нийтлэл танд хэрэгтэй бөгөөд ойлгомжтой байсан бол хуваалцахаа бүү мартаарай.

P.S. Санал, асуултаа коммент хэсэгт бичээрэй. Та квант физикийн өөр ямар асуултуудыг сонирхож байна вэ?

P.S. Блогт бүртгүүлэх - нийтлэлийн дагуу захиалгын маягт.

Фотонуудын квант телепортацын үндсэн боломжийг нотолсон гол судалгаа.

Энэ нь туйлширсан (ээрэх) фотоныг ашиглан генетикийн болон бодисын солилцооны мэдээллийг алсаас орчуулах үндсэн боломжийг физикийн үндсэн үндэслэлээр батлахад шаардлагатай юм. In vitro (лазерын тусламжтайгаар) болон in vivo орчуулгад хамаарах нотлох баримтууд, i.e. эс хоорондын биосистемд өөрөө.

Туршилтын квант телепортаци

Квантын телепортац - квант системийн төлөвийг дурын зайд дамжуулах, сэргээх - туршилтаар нотлогдсон. Телепортацын явцад анхдагч фотон туйлширч, энэ туйлшрал нь алсаас дамжих төлөв юм. Энэ тохиолдолд орооцолдсон хос фотон нь хэмжилтийн объект бөгөөд орооцолдсон хосын хоёр дахь фотон нь анхныхаасаа дур зоргоороо хол байж болно. Квантын телепортац нь квант тооцоолох сүлжээн дэх гол элемент байх болно.

Телепортын мөрөөдөл бол зүгээр л тодорхой зайд харагдах замаар аялах мөрөөдөл юм. Телепортын объектыг хэмжилтээр дамжуулан сонгодог физикээр шинж чанараараа бүрэн тодорхойлж болно. Энэ объектыг тодорхой зайд хуулбарлахын тулд түүний хэсэг, хэсгүүдийг тэнд шилжүүлэх шаардлагагүй болно. Ийм шилжүүлэг хийхэд шаардлагатай бүх зүйл бол тухайн объектыг сэргээн босгоход ашиглаж болох объектоос авсан бүрэн мэдээлэл юм. Гэхдээ эх хувийг яг хуулбарлахын тулд энэ мэдээлэл хэр үнэн зөв байх ёстой вэ? Хэрэв эдгээр хэсгүүд, хэлтэрхийнүүд электрон, атом, молекулуудаар дүрслэгдсэн бол яах вэ? Хэйзенбергийн тодорхойгүй байдлын зарчмын дагуу дурын нарийвчлалтайгаар хэмжих боломжгүй тэдний бие даасан квант шинж чанарууд юу болох вэ?
Беннетт нар нэг бөөмийн квант төлөвийг нөгөөд шилжүүлэх боломжтойг нотолсон, өөрөөр хэлбэл. дамжуулах процессын явцад энэ төлөвийн талаар ямар ч мэдээлэл дамжуулахгүй квант телепортацын үйл явц. Хэрэв бид орооцолдох зарчмыг квант механикийн онцгой шинж чанар болгон ашиглавал энэ бэрхшээлийг арилгах боломжтой. Энэ нь квант системүүдийн хоорондын хамаарлыг ямар ч сонгодог хамаарлаас хамаагүй хатуу харуулдаг. Квантын мэдээллийг дамжуулах чадвар нь долгионы квант холбоо, квант тооцооллын үндсэн бүтцийн нэг юм. Хэдийгээр квант мэдээллийн боловсруулалтыг тайлбарлахад хурдацтай ахиц дэвшил гарч байгаа ч квант системийг хянахад бэрхшээлтэй байгаа нь шинэ саналуудыг туршилтаар хэрэгжүүлэхэд хангалттай ахиц дэвшил гаргахыг зөвшөөрдөггүй. Квантын криптографын (нууц өгөгдөл дамжуулахад анхаарах зүйлс) хурдан амжилтанд хүрэхийг амлаж байгаагүй ч бид өмнө нь зөвхөн квант нягт кодчилол нь өгөгдлийн шахалтыг квант-механикаар сайжруулах арга замыг амжилттай нотолж байсан. Туршилтын явц удаашралтай байгаагийн гол шалтгаан нь орооцолдсон фотон хос үүсгэх аргууд байдаг ч атомын орооцолдсон төлөвийг дөнгөж судалж эхэлж байгаа бөгөөд тэдгээр нь хоёр квантын орооцолдсон төлөвөөс илүү боломжгүй юм.
Энд бид квант телепортацын анхны туршилтын туршилтыг нийтэллээ. Параметрийн доош хувиргах процессыг ашиглан хос орооцолдсон фотонуудыг үүсгэж, орооцолдох процессыг шинжлэхийн тулд хоёр фотон интерферометрийг ашигласнаар бид квант шинж чанарыг (манай тохиолдолд туйлшралын төлөв) нэг фотоноос нөгөөд шилжүүлэх боломжтой. Энэхүү туршилтаар боловсруулсан аргууд нь квант холбооны салбарын судалгаа болон квант механикийн үндсэн зарчмуудын талаархи ирээдүйн туршилтуудад ихээхэн ач холбогдолтой байх болно.