Teleportación cuántica Bashny.Net

Veintiséis millones setecientos veinticuatro mil setecientos treinta y seis



Teleportación cuántica es телепортирование no de los objetos físicos, no de la energía y el estado. Pero en este caso, el estado se transmiten de una manera en la vista clásica de que esto no sea posible. Como regla general, para la transmisión de información sobre un objeto, requiere gran cantidad de integrales de medición. Pero se destruyen cuántico de estado, y no tenemos la posibilidad de volver a medir. Teleportación cuántica se utiliza para enviar, transferir un cierto estado, con un mínimo de información acerca de él, no "mirar" en ella, no de medición y por lo tanto no romper.

Кубиты
Qubit es el estado, que se transmite por la teleportación cuántica. Un bit se encuentra en la superposición de dos estados. El clásico de estado se encuentra, por ejemplo, o en el estado 0, en el estado 1. Quantum se encuentra en la superposición, y, muy importante, hasta que no mida, no se define. Imaginemos que tenemos fue el codo en un 30% — 0 y 70% 1. Si podemos medir, podemos obtener como 0 y 1. Por una dimensión, no se puede decir nada. Pero si preparar 100, 1000 esas mismas condiciones y una y otra vez sus medir, podemos suficiente exactamente caracterizar este estado y de entender lo que realmente había un 30% — 0% y 70% — 1.

Este es un ejemplo de obtener información de un modo clásico. Después de recibir una gran cantidad de datos, el destinatario puede recrear el estado. Sin embargo, la mecánica cuántica no permite preparar muchos estados. Imaginemos que tenemos un solo, único, y el segundo no. Entonces, en el clásico de transmitir lo que ya no va a funcionar. Físicamente, directamente, no es que no siempre es posible. Y en la mecánica cuántica podemos usar el efecto de la implicación.

También utilizamos el fenómeno de la no-localidad cuántica, es decir, un fenómeno que no puede en su habitual para nosotros el mundo, para que aquí es el estado ha desaparecido, y allí apareció. Y lo más interesante, en lo que respecta a la cuantía de objetos existe el teorema de неклонировании. Es decir, no puede crear una segunda condición idéntica. Es necesario destruir a uno para darle a otro.

La confusión
¿Qué es el efecto de la confusión? Esta forma especial elaborada con dos estados, dos de disgregación del objeto — кубита. Para simplificar, se puede tomar fotones. Si estos fotones difundir a gran distancia, se correlacionan entre sí. Lo que esto significa? Imaginemos que tenemos un fotón azul y el otro verde. Si nos han llevado, han mirado y me encontraba azul, que significa que usted se encontraba verde, y viceversa. O si agarrar una caja de zapatos, donde hay a la derecha y a la izquierda de los zapatos, sin el conocimiento de sus sacar y en el saco de llevar un zapato usted, el otro yo. Aquí abrí la bolsa, mira: tengo derecho. Significa que tienes exactamente el de la izquierda.

Un caso diferente es el hecho de que el estado, que ha llegado a mí antes de la medición, no es azul y no verde — que es la superposición de azul y verde. Después de haber dividido los zapatos, el resultado ya está predefinido. Mientras que las bolsas tienen, mientras que aún no se han abierto, pero ya que precisamente está claro que va a estar allí. Mientras tanto, los objetos cuánticos no son medidos, aún no se ha decidido.

Si tomamos el color y la polarización, es decir, la dirección de la vibración del campo eléctrico, se pueden distinguir dos variantes: la vertical y la horizontal polarización y +45° a -45°. Si juntas en la misma proporción horizontal y vertical, se obtiene un +45°, si restamos uno de otro, lo -45°. Ahora imagine que de la misma manera un fotón ha caído a mí, y otro para ti. He mirado: él vertical. Significa que tienes horizontal. Ahora imagine que he visto en posición vertical, pero has mirado en diagonal, línea base, es decir, han mirado — l +45° y -45°, se verá con igual probabilidad si aquel otro resultado. Pero si he mirado en diagonal, línea base y vio a +45°, lo sé exactamente lo que usted -45°.

La Paradoja De Einstein — Podolsky — Rosen
La confusión está relacionada con las propiedades fundamentales de la mecánica cuántica y el denominado la paradoja de einstein — podolsky — rosen. Einstein tanto tiempo protestaba en contra de la mecánica cuántica, ya que consideraba que la naturaleza no puede con una velocidad mayor a la velocidad de la luz, transmitir información sobre el estado. También podemos registrar fotones de muy lejos, por ejemplo, en el año luz, y abrir a la vez. Y lo veremos esta correlación.

Pero, en realidad, la teoría de la relatividad no viola, ya que la información con la ayuda de este efecto podemos pasar de todos modos no podemos. Se mide ya sea vertical, horizontal o fotón. Pero no se conoce de antemano qué va a ser. A pesar de que no se puede transferir la información más rápidamente la velocidad de la luz, implicación permite implementar el protocolo de la teleportación cuántica. Lo que es? Nace enredado par de fotones. Una se dirige a un transmisor, la otra al receptor. El transmisor produce la participación en la dimensión de destino del fotón, que debe transmitir. Y con la probabilidad de ¼ recibirá el resultado de aceptar. Se puede informar de ello al destinatario, y el receptor en ese momento se entera de que tiene exactamente en el mismo estado, como es el transmisor. Y con la probabilidad ¾ se obtiene un resultado diferente — no es que el fracaso de la medida, y sólo un resultado diferente. Pero en cualquier caso es la información útil que se puede enviar al destinatario. El destinatario en tres de los cuatro casos, se debe efectuar otro giro de su кубита para obtener transmitido el estado. Es decir, se pasa de 2 bits de información, y a través de ellos se puede teletransportarse complejo estado, que ellos no se puede codificar.

La criptografía cuántica
Uno de los principales ámbitos de aplicación de la teleportación cuántica es la denominada criptografía cuántica. La idea de esta tecnología es que un solo fotón no se puede clonar. Por lo tanto, podemos transferir la información en este solitario фотоне, y nadie podrá duplicar. Además, con cualquier intento de alguien de aprender algo de esta información, el estado del fotón cambia o se rompa. En consecuencia, cualquier intento de obtener esta información a terceros será notada. Esto se puede utilizar en la criptografía, protección de la información. La verdad, no se transmite información útil, y la llave, que luego ya clásico de la posible absolutamente confiable de transferir la información.

Esta tecnología tiene una gran desventaja. El caso es que, como ya se ha dicho, crear una copia de un fotón es imposible. Normal de la señal en la fibra puede mejorar. Para cuántico caso de amplificar la señal no es posible, ya que la ganancia sería equivalente a cierto перехватчику. En la vida real, en la vida real las líneas de transmisión está limitada a una distancia de aproximadamente 100 kilómetros. En el año 2016 Rusos cuántica centro se realizó una demostración en las líneas de gazprombanka, donde demostraron la criptografía cuántica es a 30 kilómetros de la fibra en los entornos urbanos.

En el laboratorio, son capaces de mostrar teleportación cuántica a una distancia de hasta 327 kilómetros. Pero, por desgracia, la ampliación de la distancia son poco prácticos, ya que los fotones se pierden en la fibra y la velocidad es muy baja. ¿Qué debo hacer? Se puede poner un servidor intermedio que va a recibir la información, descifrar, y luego volver a cifrar y transmitir. Lo hacen, por ejemplo, los chinos en la construcción de su red de la criptografía cuántica. El mismo método se utilizan los americanos.

Teleportación cuántica, en este caso, es un nuevo método que permite resolver el problema de la criptografía cuántica y aumentar la distancia de miles de kilómetros. Y en este caso, el mismo fotón, que se pasa repetidamente el teletransporte. En esta tarea, hay muchos grupos en todo el mundo.

La cuantía de la memoria
Imaginemos una cadena de телепортаций. En cada uno de los eslabones de la cadena hay un generador confusas de vapor, que debe crear y distribuir. Esto no es siempre lo que sucede. A veces es necesario esperar hasta que correctamente se producirá un nuevo intento de distribución de vapor. Y el кубита debe ser un lugar donde se hará una pausa de teletransporte. Esta es la cuantía de la memoria.

En la criptografía cuántica es una especie de la estación intermedia. Se denominan estas estaciones cuánticos de повторителями, y ahora son uno de los principales destinos para la investigación y la experimentación. Es un tema popular, a principios de 2010-x povtoriteli eran muy lejana, pero ahora, el reto parece viable. En gran parte debido a que la técnica se desarrolla constantemente, incluso por medio de normas de telecomunicaciones.

El curso de un experimento en el laboratorio
Si vienes en el laboratorio de disgregación de la comunicación, entonces usted verá un montón de electrónica y волоконную de ópticas. Toda la óptica estándar, de telecomunicaciones, láseres pequeños estándar cajitas — chips. Si te metes en el laboratorio de alejandro lviv, donde se hacen, en particular, el teletransporte, usted verá la óptica de la mesa, que es estable en пневмоопорах. Es decir, si esta mesa, que pesa una tonelada, tocar con el dedo, él comenzará a nadar, moverse. Esto es debido a que la técnica que implementa protocolos cuánticos, muy sensible. Si usted pone duros de patas y tendrá que caminar alrededor, lo hará por las fluctuaciones de la mesa. Es decir, es una óptica muy grandes queridos láser. En general es bastante engorroso el equipo.

Su estado original se prepara con láser. Para la preparación de la confusa de los estados de usa no lineal de cristal que se bombea de impulso o tubo de láser. Gracias no lineales de efectos nacen las parejas de fotones. Imaginemos que tenemos un fotón de energía de la dos — ℏ(2ω), se convierte en dos fotones de energía de uno ℏω+ ℏω. Estos fotones nacen juntos, no puede separarse de un fotón, luego otro. Y son (están entrelazadas) y manifiestan неклассические de correlación.

La historia y actuales de la investigación
Ahora, en el caso de la teleportación cuántica se observa el efecto que tiene en la vida diaria podemos observar no podemos. Pero era muy hermosa, fantástica imagen, que puede ser muy útil acercaba para describir este fenómeno, por lo que la llamaron así — teleportación cuántica. Como ya se ha dicho, no hay un momento en el tiempo, cuando aquí cubit todavía existe, y allí ya ha aparecido. Es decir, primero aquí destruido, y sólo entonces, allí aparece. Ese es el teleportación.

Teleportación cuántica se ha propuesto teóricamente en el año 1993 por un grupo de científicos bajo la dirección de charles bennett — entonces apareció este término. La primera implementación experimental se realizó en 1997, seguida por dos grupos de físicos en innsbruck y roma. Poco a poco los científicos lograron transmitir el estado de la creciente distancia de un metro a cientos de kilómetros y más.

Ahora la gente está tratando de hacer experimentos, que, posiblemente, en el futuro serán la base para los repetidores cuánticos. Se espera que después de 5 a 10 años veremos real cuánticos povtoriteli. Se desarrolla y la dirección de la transferencia de estado entre los objetos de diversa naturaleza, incluso en el mes de mayo de 2016, se celebró híbrido teleportación cuántica en Квантовом el centro, en el laboratorio de alejandro lviv. La teoría también no está en su lugar. En el mismo Квантовом el centro, bajo la dirección de tomás fedorova se está elaborando un protocolo de teletransporte ya no en un lado y bidireccional, para que con la ayuda de una pareja de inmediato al mismo tiempo hacia los demás de teletransportarse de estado.

En el marco de nuestro trabajo sobre la criptografía cuántica se crea cuántico de la unidad de distribución y la llave, es decir, estamos generando una clave que no se puede interceptar. A partir de entonces el usuario puede cifrar la clave de la información, mediante el llamado único, en el bloc de notas. Nuevas ventajas de la cuántica tecnologías deben desarrollar en la próxima década. Se desarrolla la creación cuántica de sensores. Su esencia en la que, a través de efectos cuánticos podemos de manera mucho más precisa de medir, por ejemplo, el campo magnético de la temperatura. Es decir, se toman los llamados NV-centros en los diamantes son diminutos diamantes disponen de nitrógeno por defectos, que se comportan los objetos cuánticos. Son muy parecidos a helado de un solo átomo. A pesar de este defecto, se puede observar que los cambios de temperatura, y dentro de una sola célula. Es decir, medir no sólo la temperatura debajo del brazo, y la temperatura de los organelos dentro de las células.


En el квантовом centro cuenta también con un proyecto de спинового del diodo. La idea es que podemos tomar la antena y comenzar de manera muy eficiente de recoger la energía desde el fondo de ondas de radio. Basta con recordar cuánto Wi-Fi-fuentes de ahora en las ciudades, para entender que la energía de las ondas de radio alrededor de mucho. Se puede utilizar para portátiles de sensores (por ejemplo, para el sensor de nivel de azúcar en la sangre). Para ellos necesita constante de energía de rellenado de agua: o batería, o un sistema que recoge la energía, incluyendo el teléfono móvil. Es decir, por un lado, estas tareas se pueden resolver con el actual elementos de la base de cierta calidad, y por otro lado, se puede aplicar cuánticos de la tecnología y resolver esta tarea es aún mejor, aún más miniatura.

La mecánica cuántica es muy cambió la vida humana. Los semiconductores, la bomba nuclear, la energía nuclear es todos los objetos que funcionan gracias a ella. Todo el mundo ahora bate sobre el hecho de empezar a manejar el cuánticos de las propiedades individuales de las partículas, incluyendo confusión. Por ejemplo, en el teletransporte participan tres partículas: un par de destino. Pero cada uno de ellos se gestionan por separado. El control individual de las partículas elementales de la abre nuevos horizontes para los electrodomésticos, incluyendo un ordenador cuántico.

Yuri kurochkin, el candidato de ciencias físico-matemáticas, jefe de laboratorio de la cuántica de comunicaciones Ruso cuántico centro de la ciudad.

Fuente: geektimes.ru/company/postnauka/blog/281010/