[ Komputer Świat]Naukowcy pomyślnie teleportowali kutrit. To dotychczas najbardziej złożona jednostka informacji poddana temu eksperymentowi

  • [2019-08-08]

    Teleportacja kwantowa to technika polegająca na przeniesieniu stanu kwantowego pomiędzy dwiema cząstkami. W teorii działa to na dowolną odległość. Sukcesy w tej dziedzinie pojawiają się od 1997 roku, a ostatni eksperyment z kutritami to ważny krok naprzód w badaniach nad teleportacją. 

    Splątanie kwantowe to stan, w którym relacja pomiędzy dwoma lub więcej układami kwantowymi jest znacznie lepiej określona niż stan jej poszczególnych części. Oznacza to, że jakakolwiek zmiana jednej cząstki będzie skutkowała natychmiastową zmianą drugiej cząstki, nawet jeżeli ta będzie w dowolnie dużej odległości. 

    Pomysł ten sięga czasów Einsteina i jego prac, ale dopiero w 1997 roku udało się z jego pomocą dokonać pierwszej kwantowej teleportacji zespołowi naukowców pracującemu w Austrii. Przenieśli oni informację o polaryzacji pomiędzy dwoma splątanymi fotonami. Od tego czasu naukowcy próbują dokonywać podobnych eksperymentów na coraz to bardziej skomplikowanych cząstkach i coraz większych odległościach. W 2012 roku udało się na przykład z sukcesem splątać cząstki oddalone o 143 kilometry i przekazać pomiędzy nimi informację. 

    Do tej pory najbardziej złożoną jednostką informacji był najmniejszy i niepodzielny kubit. To odpowiednik bitu, znanego z informatyki. Jeżeli jednak bit może przyjmować wartości 0 lub 1, tak kubit może w superpozycji przyjąć obie te wartości jednocześnie. Wciąż może przenosić jednak pojedyncze cząstki informacji. I nawet jeżeli duet naukowców Anton Zeilinger i Jian-Wei Pan w 2015 roku z sukcesem splątali i przekazali informację o dwóch stanach fotonu (jego spin i pęd), to wciąż każdy z tych stanów był binarny, czyli przyjmował jedną z zaledwie dwóch wartości.

      

    Najbardziej złożona teleportacja

    Kolejnym celem było więc przekazanie informacji bardziej złożonej - kutritu. Tak jak trit może przyjąć wartość 0, 1 lub 2, tak kutrit dowolnie operuje każdym z tych trzech stanów w swojej superpozycji. I wygląda na to, że to się udało. I to dwóm niezależnym zespołom w podobnym czasie.

     

    Pierwszy zespół to naukowcy z University of Science and Technology of China pod przewodnictwem fizyka Guang-Can Guo. Drugim, międzynarodowym zespołem, przewodził Anton Zeilinger z Austrian Academy of Sciences. Jeden zespół opublikował wstępne wyniki 28 kwietnia, drugi - 24 czerwca. Wciąż czekamy jednak na pełną recenzję, ale wygląda na to, że w obu przypadkach mamy do czynienia z sukcesem, chociaż wątpliwości pozostają.

    Aby foton stał się kutritem, naukowcy wykorzystali bardziej złożony system laserów i kryształów, który do tej pory służył im do tworzenia kubitów. Powtarzając klasyczny eksperyment z przepuszczaniem wiązki światła przez otwory, które tworzą z nich interferujące fale, da się uzyskać foton w stanie 0 lub 1 - każdy z otworów jest jednym z nich. Naukowcy dodali kolejną szczelinę, przez którą światło musiało przechodzić jednocześnie. W rezultacie otrzymujemy kutrit - system kwantowy opisany superpozycją trzech stanów, który umożliwia np. bardziej skomplikowane kodowanie przesyłanych informacji. W tej sytuacji, splątując dwa fotony, możemy teleportować pomiędzy nimi informacje nie o dwóch, a o trzech stanach.

    Wciąż jednak system nie jest doskonały, a wyniki nie zawsze prawidłowe. Nie każda próba zmiany stanu drugiego fotonu kończy się powodzeniem, co ma związek z twierdzeniem Bella, ale najważniejsze, że teleportujemy coraz więcej informacji. 

    Jeżeli interesujecie się fizyką, także kwantową, możemy polecić wam książki i e-booki, które poruszają tę tematykę:

    Gra Einsteina i kot Schrodingera. Zmagania dwóch geniuszy z mechaniką kwantową i unifikacją fizyki

    Kwantowa więź. Od fizyki do cudów

    Kwantowa świadomość w konwencjonalnej nauce. Rola fizyki kwantowej w kształtowaniu szczęśliwego życia

     

    https://www.komputerswiat.pl/aktualnosci/nauka-i-technika/udana-teleportacja-zlozonej-czastki-kwantowej-naukowcy-splatali-kutrit/3vcdjmj?utm_source=app.meltwater.com_viasg_komputerswiat&utm_medium=referal&utm_campaign=leo_automatic&srcc=ucs&utm_v=2

  • MORE NEWS

HIGHLIGHT

Highlight of USTC

On May 11, the Nature Publishing Group released Nature Publishing Index 2010 China, remarking “a dramatic rise in the quality of research being published by China”. University of Science and Technology of China is ranked 3rd of TOP 10 Institutions in Index 2010 China.

Highlight

This article came from News Center of USTC.