Nowe technologie

Teleportacja. Na razie tylko informacji

Rzeczpospolita
Naukowcom amerykańskim udało się bez przesyłania materii przerzucić informację między dwoma atomami. Teleportacja odbyła się na odległość metra
Zespół z Joint Quantum Institute z Uniwersytetu Maryland i Uniwersytetu Michigan przeprowadził eksperyment, w którym udowodnił, że przesyłanie informacji kwantowej na odległość jest możliwie. Ten z pozoru zagadkowy proces transportu w przyrodzie wynika z tzw. kwantowego efektu splątania. Problemem było jedynie eksperymentalne udowodnienie tego prawidła fizyki. Wiadomość o osiągnięciach zespołu Chrisa Monroe przynosi dzisiejsze wydanie "Science".
– To piękne doświadczenie – powiedział "Rz" prof. Kazimierz Rzążewski z Centrum Fizyki Teoretycznej PAN. – Kwantowa teleportacja jest szczególnym sposobem przekazywania na odległość informacji. Można ją porównać do kserografu. W tym eksperymencie jest podobnie. Wysyłamy jedynie informację, nie materię. Dzięki kwantowemu zjawisku splątania stanów oddalonych od siebie obiektów teleportacja pozwala odtworzyć stan odległego obiektu. [srodtytul]Bez ograniczeń[/srodtytul]
Ale cóż to takiego – splątanie? To więź, łącząca ze sobą dwa obiekty, mimo że dzieląca je odległość może być ogromna. Zgodnie z teorią Einsteina nic w przyrodzie nie może się poruszać z prędkością większą niż światło. Informacja też nie. Tymczasem pary splątanych obiektów "porozumiewają się" ze sobą na odległość, nic sobie nie robiąc z ograniczenia prędkości. Na razie, eksperymentalnie, fizycy wykazali, że owo splątanie istnieje m.in. dla kwantów światła (fotonów), a nawet dla całych atomów i ich zbiorów. W dużym uproszczeniu, w przypadku par splątanych fotonów zmiana kwantowego stanu jednego z nich powoduje jednoczesną zmianę stanu drugiego. Dzieje się to natychmiast, przy czym odległość między nimi nie ma najmniejszego znaczenia. Nie bez powodu Einstein, który nie bardzo potrafił wyjaśnić istotę splątania, nazwał to zjawisko "upiornym działaniem na odległość". Również teraz fizycy nie za dobrze radzą sobie z wyjaśnieniem, skąd bierze się zjawisko splątania. Ponieważ jego istnienie zostało wielokrotnie potwierdzone eksperymentalnie, naukowcom nie pozostało nic innego, jak znaleźć sposób, aby "upiorne działanie na odległość" zaprząc do pracy. – Doświadczenia nad teleportacją wykonuje się od ponad dziesięciu lat, także w Polsce - w Krajowym LaboratoriumFizyki Atomowej, Molekularnej i Optycznej w Toruniu – mówi prof. Rzążewski. – Większość tych eksperymentów dotyczyła przesyłania stanu polaryzacyjnego fotonów. Były też doświadczenia z atomami, ale dotąd bliskimi sobie. Chris Monroe i jego koledzy teleportowali stan kwantowy pojedynczego jonu w pułapce do drugiego, także w pułapce, oddalonego od pierwszego o metr. [srodtytul]Fotonowy szyfr[/srodtytul] Fizycy eksperymentowali z przesyłaniem informacji pomiędzy znacznie oddalonymi od siebie fotonami, pomiędzy fotonami i zespołami atomów i pomiędzy dwoma atomami za pośrednictwem trzeciego. – W kilku laboratoriach na świecie fizycy potrafią nie tylko schwytać i długo utrzymać w pułapce elektromagnetycznej pojedynczy jon, ale tak go spowolnić, że "leży" na dnie pułapki. Do splątania odległych jonów służy światło lasera. Potrzeba detektora reagującego na pojedynczy foton – tłumaczy prof. Rzążewski. Głośny był eksperyment przeprowadzony przez bank Creditanstalt w Austrii zastosowania zjawiska splątania w odszyfrowaniu informacji przesyłanej na odległość. Na zlecenie banku naukowcy z Uniwersytetu Wiedeńskiego przeprowadzili eksperyment, w którym wykorzystali fakt istnienia splątanych par fotonów, które stanowiły rodzaj "klucza" do szyfrowania przesyłanej informacji. [srodtytul]Komputer nowej generacji[/srodtytul] Dalsze wykorzystanie w praktyce splątania kwantowego zaproponowali amerykańscy naukowcy. W opisanym w dzisiejszym "Science" eksperymencie udowodnili, że można go wykorzystać do stworzenia systemu do przechowywania i przesyłania informacji. Przesyłając informacje z atomu do atomu, osiągnęli już dokładność 90 proc., a na przyszłość zapowiedzieli jeszcze większą. – Nasz system może być podstawą zbudowania "kwantowego regeneratora", który będzie powielał kwantowe informacje i przesyłał je na wielkie odległości – powiedział Christopher Monroe. – Proces ten może być skojarzony z podstawowymi funkcjami komputera kwantowego. Takie urządzenie może wziąć na siebie zadania niewykonalne dzisiaj dla tradycyjnych maszyn, na przykład szyfrowanie wielkiej ilości informacji czy przeszukiwanie baz danych. – Przesyłanie wrażliwej na przekłamania informacji kwantowej jest niezbędne dla rozwijającej się informatyki kwantowej. Na dalekim horyzoncie (niektórzy sądzą, że tuż za horyzontem) kusi idea komputera kwantowego – uważa prof. Rzążewski.
Źródło: Rzeczpospolita

REDAKCJA POLECA

NAJNOWSZE Z RP.PL