Физики научились телепортировать

Физикам удалось квантово телепортировать ион иттербия на расстояние в один метр. Хотя телепортацией фотонов на сотни и даже тысячи километров в наши дни уже не удивишь, рекорд для массивных частиц до сих пор составлял всего несколько микрон.
Физики научились телепортировать
Раньше та же группа учёных смогла осуществить первый шаг этого процесса – квантовое запутывание двух ионов, однако до передачи состояния дело тогда не дошло.

Учёные из университетов американских штатов Мериленд и Мичиган под руководством Стивена Ольмшенка смогли передать квантовое состояние от одного иона иттербия к другому, находящемуся на расстоянии в один метр, с помощью нескольких фотонов и явления обмена квантовым запутыванием между частицами. Пока эффективность использованного процесса очень невелика – из миллиарда попыток в среднем лишь 22 заканчиваются передачей состояния, однако в будущем такой процесс поможет построению квантовых сетей – в своём гипотетическом квантовом компьютере информацию удобнее записывать в состоянии частиц, а передавать на большое расстояние её лучше с помощью квантов света.

Квантовая телепортация не включает физического перемещения частицы, это лишь передача её квантового состояния. Однако поскольку все одинаковые частицы принципиально неразличимы, а квантовое состояние определяет все её свойства, то передача состояния эквивалентна перемещению. Принципиально, никто не мешает передать от одного телепорта к другому, скажем, бутерброд с колбасой, если он сам над собой не производит измерений: в конце концов, бутерброд – это состояние очень большой системы электронов, протонов и нейтронов. Правда, пока о технической возможности такой телепортации не приходится и мечтать. Более того, существует теорема о невозможности квантового клонирования, и чтобы телепортировать бутербродное состояние одной системы частиц, придётся разрушить первый бутерброд.

Американские учёные подготовили в двух отдельных ловушках два иона, неизвестное состояние одного из которых нужно было передать другому, находящемуся изначально в известном состоянии. После этого два лазерных импульса заставили ионы испустить два фотона, энергия которых зависит от исходного состояния иона. Поскольку изначально один из ионов был в неизвестном состоянии, то в неизвестном же состоянии находится и один из фотонов. Однако благодаря однозначной связи между энергией фотона и состоянием иона, фотон и ион оказываются запутанными – не существует такого состояния двух частиц по отдельности, которое было бы эквивалентно состоянию их системы в целом.

Дальше два фотона отправлялись по световодам в интерферометр, где над ними проводилось измерение, не разделяющее две частицы (собственно, из-за необходимости провести одновременное измерение эффективность процесса настолько низка). При этом запутанность передаётся от системы «ион-фотон» к системе «ион-ион». Ну а дальше используется стандартный протокол – над передаваемым ионом производится измерение, и в зависимости от его результата ко второму иону применяется коррекция (облучение фотоном определённой частоты), после которой он оказывается в исходном состоянии первого иона. Именно последний шаг и описан в новой работе – всё остальное удалось продемонстрировать ранее, однако на его реализацию и подтверждение ушло почти полтора года.
×

По теме Физики научились телепортировать

Выйти из себя. Ученые научились переселять души

Исследователи провели несколько несложных экспериментов, в ходе которых на...
Журнал

Учёные научились печатать кровеносные сосуды!

Биоинженеры делают первый шаг к печатной замене кровеносных сосудов. В 2014 году...
Журнал

Законы физики

Если запустить вращающийся диск плашмя вдоль поверхности, то скольжение и...
Журнал

Известные физики

Иногда везение способно сыграть не меньшую роль, чем знания или гениальное...
Журнал

Нарушение законов физики

В мире много удивительных вещей и необычных материалов, но эти вполне могут...
Журнал

Законы физики во Вселенной

Распространяется ли физическая модель нашего мира за пределы Вселенной? Можем ли...
Журнал

Опубликовать сон

Гадать онлайн

Пройти тесты

Популярное

Теряем атмосферу
Кухонная спасательница! Целитель 430