Teleportation Milestone Saavutettu

{h1}

Tutkijat ovat tulleet hieman lähemmäksi teleportation "star trek" -tason saavuttamista.

Tutkijat ovat tulleet hieman lähemmäksi teleportation "Star Trek" -tason saavuttamista. Kukaan ei ole galaksi-hyppäämällä tai jopa herättänyt ihmisiä ympäriinsä, mutta ensimmäistä kertaa tiedot on teleportattu kahden erillisen atomin välillä metrin etäisyydellä - noin pihasta.

Tämä on merkittävä virstanpylväs kentällä, jota kutsutaan kvantti-informaation prosessoinniksi, sanoi Christopher Monroe Mary Quantum -instituutista Marylandin yliopistosta.

Teleportti on yksi luonnon salaperäisimmistä liikennemuodoista: Kvantti-informaatio, kuten partikkelin spinus tai fotonin polarisaatio, siirretään paikasta toiseen ilman, että se kulkeutuu fyysisen väliaineen läpi. Aikaisemmin on saavutettu fotonien (yksikkö tai kvantti, sähkömagneettinen säteily, kuten valo) erittäin suurilla etäisyyksillä, fotonien ja atomien joukon välillä sekä kahden läheisen atomin välillä kolmannen välitystoiminnan kautta.

Mikään näistä ei kuitenkaan anna mahdollisuutta kvantti-informaation pitämiseen ja hallitsemiseen pitkiä matkoja.

Nyt JQI-ryhmä ja Michiganin yliopiston työtoverit ovat onnistuneet teleoperaamaan kvanttitilan suoraan atomista toiseen metrin yli. Tämä ominaisuus on välttämätöntä toimivaa kvantti-informaatiojärjestelmää varten, koska se vaatii muistin tallennusta lähetyksen lähetys- ja vastaanottopäässä.

Lehden päivästä 23. tammikuuta tiede, tutkijat kertovat, että atomi-atomi-teleoperaatiotiedonsa avulla voidaan palauttaa täydellisen tarkkuuden avulla noin 90 prosenttia ajasta, ja tätä lukua voidaan parantaa.

"Järjestelmällämme on mahdollista muodostaa pohja laajalle" kvanttitaajuudelle ", joka pystyy verkottamaan kvanttimuistit yli suuret etäisyydet", Monroe sanoi. "Lisäksi meidän menetelmiä voidaan käyttää kvanttibittitoimintojen yhteydessä luoda kvanttilaskennan kannalta tärkeä komponentti."

Kvanttimatriisi voisi suorittaa tiettyjä tehtäviä, kuten salakirjoitukseen liittyviä laskutoimituksia ja jättiläismäisten tietokantojen hakuja huomattavasti nopeammin kuin perinteiset koneet. Pyrkimys työmallin kehittämiseen on maailmanlaajuisesti voimakasta.

Telekopiointi ja sekoittuminen

Fyysikko Richard Feynman on sanonut sanoneen, että "jos luulet, että ymmärrät kvanttimekaniikkaa, et ymmärrä kvanttimekaniikkaa." Tai toisinaan hänet mainitaan näin: "Luulen, että voin turvallisesti sanoa, että kukaan ei ymmärrä kvanttimekaniikkaa."

Tästä huolimatta Marylandin yliopisto kuvaa Monroen työtä.

Telelentotoiminta toimii huomattavan kvantti-ilmiön takia, jota kutsutaan sekoittumaksi, joka esiintyy vain atomi- ja subatomi-asteikolla. Kun kaksi esinettä asetetaan sekaisin tilaan, niiden ominaisuudet ovat erottamattomasti sekoittuneet. Vaikka nämä ominaisuudet ovat luonnostaan ​​tuntemattomia, kunnes mittaus on tehty, mittaaminen joko yksi objekti määrittää välittömästi toisen ominaisuuden riippumatta siitä, kuinka kaukana toisistaan ​​ovat.

JQI-tiimi esitteli kahden yksittäisen ytterbiumionien kvanttitilojen liittämisen niin, että toisen kunnossa oleva informaatio voitaisiin lähettää toiselle. Jokainen ioni eristettiin erillisessä suurpakkausloukussa, joka oli ripustettu sähkömagneettisten kenttien näkymättömässä häkissä ja jota ympäröivät metallielektrodit.

Tutkijat tunnistivat kaksi ionien helposti havaittavissa olevaa maa-aluetta (pienintä energiaa), jotka toimisivat atomisen kvanttibitin tai qubitin vaihtoehtoisina "bit" -arvoina.
Perinteiset elektroniset bitit (lyhyt binaarilukuihin), kuten henkilökohtaisessa tietokoneessa olevat, ovat aina kahdessa tilassa: pois tai päälle, 0 tai 1, korkea tai matala jännite jne. Quantum bittiä voi kuitenkin olla joissakin yhdistelmä, jota kutsutaan molempien tilojen "päällekkäisyydeksi" samanaikaisesti, kuten kolikko, joka on samanaikaisesti päätä ja häntää - kunnes mittaus tehdään. Se on tämä ilmiö, joka antaa kvanttilaskennalle sen ylimääräisen voiman.

Laserpulssi käynnistää prosessin

Kokeellisen prosessin alussa kukin ioni (nimetty A ja B) alustetaan tietyssä maatilanteessa.

Sitten ioni säteilytetään erityisen räätälöidyn mikroaaltopurkauksen avulla yhdestä sen häkähoidosta, asettaen ion jonkin verran haluttuun päällekkäisyyteen kahden qubit-tilan - käytännössä "kirjoittaa" "muistiin" teleportatut tiedot.

Heti tämän jälkeen molemmat ionit innoissaan pikosekunnin (yksi triljoona sekunnin) laserpulssilla. Pulssin kesto on niin lyhyt, että jokainen ioni lähettää vain yhden fotonin, koska se irrottaa laserilla saadun energian ja palaa toiseen tai molempiin kvbit-maatiloihin.

Riippuen siitä, mihin se kuuluu, ion lähettää yhden kahden erilaisen valon aallonpituuden (nimetty punainen ja sininen) fotoneista, jotka vastaavat kahta atomin qubit-tilaa. Se on näiden fotonien välinen suhde, joka lopulta antaa lausuntatasolle signaalin, että sekoittuminen on tapahtunut.

Beamsplitter kohtaaminen

Jokainen lähetetty fotoni kaapataan objektiivilla, joka johdetaan erilliseen kuituoptisen kaapelin säikeeseen ja kuljetetaan 50-50-säteenlaskimelle, missä on yhtä todennäköistä, että fotoni kulkee suoraan jakajan läpi tai heijastuu. Kaistanleveyden kummallakin puolella ovat ilmaisimet, jotka pystyvät tallentamaan yhden fotonin saapumisen.

Ennen kuin se saavuttaa sädekimpun, jokainen fotoni on tilojen tunnistamattomissa superpositiossa. Kuitenkin, kun haamupisteeseen kohdistuu, jokainen ottaa ominaispiirteitä.

Seurauksena on, että kullekin fotoniparille on mahdollista muodostaa neljä värin yhdistelmää - sininen-sininen, punainen-punainen, sinipunainen ja puna- sininen - sekä yksi kahdesta polarisoitumisesta: vaakasuora tai pystysuora. Lähes kaikissa näissä muunnelmissa fotonit joko kumoavat toisensa tai molemmat päätyvät samaan detektoriin. Mutta on olemassa yksi ja vain yksi yhdistelmä, jossa molemmat ilmaisimet tallentavat fotonia täsmälleen samaan aikaan.

Tällöin on kuitenkin fyysisesti mahdotonta kertoa mikä ioni tuottaa joka fotonista, koska ei tiedetä, nousiako detektoriin saapuva fotoni säteenjäljen kautta tai heijastui se.

Kvanttimekaniikan erityislainsäädösten ansiosta tämä luontainen epävarmuus heijastaa ioneja sekavaan tilaan. Toisin sanoen jokainen ioni on kahden mahdollisen qubit-tilan superpositiossa. Fotonien samanaikaista ilmaisua ilmaisimissa ei useinkaan tapahdu, joten laser-stimulaatio ja fotonipäästöprosessi on toistettava useita tuhansia kertoja sekunnissa. Mutta kun jokaisessa ilmaisimessa esiintyy fotoni, se on yksiselitteinen merkintä ionien välisestä sekoittumisesta.

Kun tunnistetuksi koukutettu tila tunnistetaan, tutkijat ryhtyvät välittömästi mittaamaan ioni A. Mittauslaitos pakottaa sen pois superpositiosta ja määrittelemään ehdottomasti: toinen kahdesta qubit-tilasta.

Mutta koska ioni A: n tila on peruuttamattomasti sidottu ioni-B: hen, mittaus pakottaa B myös täydentävään tilaan. Riippuen siitä, mikä ioni-ioni on löydetty, tutkijat tietävät tarkalleen, millainen mikroaaltopulssia sovelletaan ioni-B: hen, jotta saataisiin takaisin alkuperäiseen mikroaaltopurkustukseen ääri-eteelle kirjoitetut tarkat tiedot. Tällöin tietojen oikea telekopiointi johtaa siihen.

Telekopiointi vs. muut viestinnät

Mikä erottaa tämän lopputuloksen teleportina, eikä mikään muu viestintämuoto, on se, että mikään alkuperäiseen muistiin liittyvä tieto ei todellisuudessa kulje ionin A ja ionien välillä B. Sen sijaan tieto katoaa, kun ioni A mitataan ja ilmestyy uudelleen, kun mikroaaltopulssia sovelletaan ioniin B.

"Yksi erityisen houkutteleva näkökohta menetelmistämme on se, että se yhdistää sekä fotonien että atomien ainutlaatuiset edut", Monroe sanoo. "Fotonit ovat ihanteellisia tietojen siirtämiseksi nopeasti pitkiä matkoja, kun taas atomit tarjoavat arvokkaan välineen pitkäikäiselle kvanttimuistille... Myös kvantti-informaation teleportti voisi muodostaa uuden kvanttimainonnan lajin, joka voisi ylittää minkä tahansa perinteisen tyyppinen klassinen verkko tietyille tehtäville. "

Työtä tukivat Intelligence Advanced Research Project -toimintaohjelma US Army Research Office -sopimuksessa, NSF: n fysiikka Information Frontier -ohjelmassa ja NSF: n Physics Frontier Center (Joint Quantum Institute).

  • Onko matkan aika mahdollista?
  • Video - virtuaalinen out-of-body kokemus
  • Top 10 Mad Scientists

Video Täydentää: TF 2 videoiden fanidubbauksien traileri.


FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com