363
Квантова передача інформації стане більш надійним
Російські та чехсько-словацькі фізики запропонували метод збереження квантової перешкоди фотонів при проходженні підсилювача або передачі на довгий час.
Квантове заплутування або адгезії частинок є феноменом зв'язку їх квантових характеристик. Чи може відбуватися при попаданні частинок в одному заході або їх взаємодії. Цей зв'язок може підтримуватися навіть якщо частинки, що знаходяться на відстані, що дозволяє їм передавати інформацію. Справа в тому, що якщо вимірювати квантові характеристики одного з обмежених частинок, то характеристики другого автоматично стають відомими. Ефект не має аналогів в класичному фізиці. У 1970-х і 80-х роках активно навчався в останні кілька десятиліть. У майбутньому це може стати основою низки інформаційних технологій майбутнього.
952850 Р
Смішні щоденні аналогії цього явища придумали один з його дослідників, теоретичний фізик Джон Bell. Його колега Reinhold Bertleman постраждала від відволікання і часто прийшла до роботи в шкарпетки різних кольорів. Не вдалося передбачити ці кольори, але Bell жартував, що досить було побачити рожевий носок на лівій нозі Bertleman, щоб зробити висновок, що він мав різний колір стіка на правій нозі, не дивлячись на це.
Однією з проблем практичного використання феномену квантовоїплутаності є порушення спілкування в взаємодії частинок з навколишнім світом. Це може статися, коли сигнал посилений або передається на віддалену відстань. Ці два фактори можуть працювати разом, так як необхідно посилатися на передачу сигналу на віддалену відстань. Таким чином, фотони після проходження через багато кілометрів оптичних волокон у більшості випадків перестануть бути квантовими заплутаними і перетворюватися в звичайний, не пов'язаний квантою світла. Щоб уникнути розриву з'єднання в квантових обчислювальних експериментах, охолодження до температур, близьких до абсолютного нуля.
Фізіологи Сергій Філіппов (МІПТ та російський квантовий центр у Сколково) та Маріо Зіман (Масарьковський університет у Брно, Чехія та Фізичний інститут у Братиславі, Словаччині) знайшли спосіб збереження квантового зв’язку фотонів при проходженні підсилювача або, навпаки, при передачі на довгий час. Деталі опубліковані в статті (див. також препринт) для фізичного огляду А.
Суть їх пропозиції полягає в тому, що для передачі сигналів певного виду необхідно, щоб хвильова функція частинок в координаційному представленні не повинна мати форми гаусанської хвилі. У цьому випадку ймовірність руйнування квантового заплутування стає значно меншою.
Хвиля – одна з основних концепцій квантової механіки. Використовується для опису стану квантової системи. Зокрема, на основі ідей про загальний стан граничних частинок з певною функцією хвилі описано феномен квантового заплутування. За даними Копенгагенської інтерпретації квантової механіки, фізичного значення хвильової функції квантового об'єкта в координатному представленні є те, що квадрат його модуля визначає ймовірність виявлення об'єкта в даній точці. Також можна надати інформацію про імпульс, енергію або будь-яке інше фізичне значення об'єкта.
Гаусанська функція є однією з найважливіших математичних функцій, які знайшли застосування не тільки в фізиці, але й в багатьох інших науках до соціології та економіки, що стосуються імовірнісних подій і використання статистичних методів. Багато процесів в природі призводять до цієї функції при математичній обробці результатів спостереження. Її графік виглядає як крива дзвіночка.
Звичайні фотони, які зараз використовуються в більшості експериментів з квантовоїплутаності, також описані Гаусанської функції: ймовірність пошуку фотона в одній точці або іншому, в залежності від координати точки, має вигляд живота Гаусана. Як показали автори роботи, в цьому випадку неможливо відправляти заплутаність далеко, навіть якщо сигнал дуже потужний.
Використання фотонів, функція хвилі якої має різну, негауссянська форма повинна істотно збільшити кількість заплутаних фотонних пар, що досягається адресатом. Однак це не означає, що сигнал може передаватися через довільно непрозору середу або над довільною великою дистанцією – якщо співвідношення сигналу падає нижче певного критичного порогу, то ефект квантової перешкоди зникне в будь-якому випадку.
Фізіологи вже навчилися створювати заплутані фотографії, відокремлені на кілька сотень кілометрів, і знайшли кілька дуже перспективних додатків для них. Наприклад, для створення квантового комп’ютера. Цей напрямок здається перспективним завдяки високій швидкості та низькому споживанню фотоні пристрої.
Ще одним напрямком є квантова криптографія, яка дозволяє створювати лінії зв'язку, в яких ви завжди можете виявити “списання”. Виходячи з того, що будь-яке спостереження за об’єктом має вплив на неї. І вплив на квантовий об’єкт завжди змінює його стан. Це означає, що спроба перехопити повідомлення слід привести до руйнування конфузії, яка негайно стане відомою одержувачу.
Крім того, квантове заплутування дозволяє так званій квантовій телепортації. Не варто плутати з телепортацією об’єктів і людей з художньої фантастики. У разі квантової телепортації, це не сам об'єкт, який передається на відстань, але інформація про його квантовий стан. Те, що всі квантові предмети (фотони, елементарні частинки), і з ними атоми однакового роду абсолютно однакові. Таким чином, якщо атом на місці прийому набуває квантовий стан ідентичний атому в точці передачі, то це еквівалентно створенню копії атома в точці прийому. Якщо було можливо перенести квантовий стан всіх атомів об'єкта, на місці прийому з'явиться ідеальний екземпляр. Для передачі інформації Ви можете переселенці телепорту – найменші елементи для зберігання інформації в квантовому комп’ютері.
На основі веб-сайту MIPT
Джерело: nkj.ru
Квантове заплутування або адгезії частинок є феноменом зв'язку їх квантових характеристик. Чи може відбуватися при попаданні частинок в одному заході або їх взаємодії. Цей зв'язок може підтримуватися навіть якщо частинки, що знаходяться на відстані, що дозволяє їм передавати інформацію. Справа в тому, що якщо вимірювати квантові характеристики одного з обмежених частинок, то характеристики другого автоматично стають відомими. Ефект не має аналогів в класичному фізиці. У 1970-х і 80-х роках активно навчався в останні кілька десятиліть. У майбутньому це може стати основою низки інформаційних технологій майбутнього.
952850 Р
Смішні щоденні аналогії цього явища придумали один з його дослідників, теоретичний фізик Джон Bell. Його колега Reinhold Bertleman постраждала від відволікання і часто прийшла до роботи в шкарпетки різних кольорів. Не вдалося передбачити ці кольори, але Bell жартував, що досить було побачити рожевий носок на лівій нозі Bertleman, щоб зробити висновок, що він мав різний колір стіка на правій нозі, не дивлячись на це.
Однією з проблем практичного використання феномену квантовоїплутаності є порушення спілкування в взаємодії частинок з навколишнім світом. Це може статися, коли сигнал посилений або передається на віддалену відстань. Ці два фактори можуть працювати разом, так як необхідно посилатися на передачу сигналу на віддалену відстань. Таким чином, фотони після проходження через багато кілометрів оптичних волокон у більшості випадків перестануть бути квантовими заплутаними і перетворюватися в звичайний, не пов'язаний квантою світла. Щоб уникнути розриву з'єднання в квантових обчислювальних експериментах, охолодження до температур, близьких до абсолютного нуля.
Фізіологи Сергій Філіппов (МІПТ та російський квантовий центр у Сколково) та Маріо Зіман (Масарьковський університет у Брно, Чехія та Фізичний інститут у Братиславі, Словаччині) знайшли спосіб збереження квантового зв’язку фотонів при проходженні підсилювача або, навпаки, при передачі на довгий час. Деталі опубліковані в статті (див. також препринт) для фізичного огляду А.
Суть їх пропозиції полягає в тому, що для передачі сигналів певного виду необхідно, щоб хвильова функція частинок в координаційному представленні не повинна мати форми гаусанської хвилі. У цьому випадку ймовірність руйнування квантового заплутування стає значно меншою.
Хвиля – одна з основних концепцій квантової механіки. Використовується для опису стану квантової системи. Зокрема, на основі ідей про загальний стан граничних частинок з певною функцією хвилі описано феномен квантового заплутування. За даними Копенгагенської інтерпретації квантової механіки, фізичного значення хвильової функції квантового об'єкта в координатному представленні є те, що квадрат його модуля визначає ймовірність виявлення об'єкта в даній точці. Також можна надати інформацію про імпульс, енергію або будь-яке інше фізичне значення об'єкта.
Гаусанська функція є однією з найважливіших математичних функцій, які знайшли застосування не тільки в фізиці, але й в багатьох інших науках до соціології та економіки, що стосуються імовірнісних подій і використання статистичних методів. Багато процесів в природі призводять до цієї функції при математичній обробці результатів спостереження. Її графік виглядає як крива дзвіночка.
Звичайні фотони, які зараз використовуються в більшості експериментів з квантовоїплутаності, також описані Гаусанської функції: ймовірність пошуку фотона в одній точці або іншому, в залежності від координати точки, має вигляд живота Гаусана. Як показали автори роботи, в цьому випадку неможливо відправляти заплутаність далеко, навіть якщо сигнал дуже потужний.
Використання фотонів, функція хвилі якої має різну, негауссянська форма повинна істотно збільшити кількість заплутаних фотонних пар, що досягається адресатом. Однак це не означає, що сигнал може передаватися через довільно непрозору середу або над довільною великою дистанцією – якщо співвідношення сигналу падає нижче певного критичного порогу, то ефект квантової перешкоди зникне в будь-якому випадку.
Фізіологи вже навчилися створювати заплутані фотографії, відокремлені на кілька сотень кілометрів, і знайшли кілька дуже перспективних додатків для них. Наприклад, для створення квантового комп’ютера. Цей напрямок здається перспективним завдяки високій швидкості та низькому споживанню фотоні пристрої.
Ще одним напрямком є квантова криптографія, яка дозволяє створювати лінії зв'язку, в яких ви завжди можете виявити “списання”. Виходячи з того, що будь-яке спостереження за об’єктом має вплив на неї. І вплив на квантовий об’єкт завжди змінює його стан. Це означає, що спроба перехопити повідомлення слід привести до руйнування конфузії, яка негайно стане відомою одержувачу.
Крім того, квантове заплутування дозволяє так званій квантовій телепортації. Не варто плутати з телепортацією об’єктів і людей з художньої фантастики. У разі квантової телепортації, це не сам об'єкт, який передається на відстань, але інформація про його квантовий стан. Те, що всі квантові предмети (фотони, елементарні частинки), і з ними атоми однакового роду абсолютно однакові. Таким чином, якщо атом на місці прийому набуває квантовий стан ідентичний атому в точці передачі, то це еквівалентно створенню копії атома в точці прийому. Якщо було можливо перенести квантовий стан всіх атомів об'єкта, на місці прийому з'явиться ідеальний екземпляр. Для передачі інформації Ви можете переселенці телепорту – найменші елементи для зберігання інформації в квантовому комп’ютері.
На основі веб-сайту MIPT
Джерело: nkj.ru
