Наконец-то осуществлена полная квантовая телепортация!

Наконец-то осуществлена полная квантовая телепортация!

Новый метод позволяет перейти от вероятностной передачи квантовых битов на расстоянии к детерминированной — без помех и нужды в последующем измерении.

Группа Акиры Фурусавы (Akira Furusawa) из Токийского университета (Япония) смогла реализовать полную квантовую телепортацию фотонных кубитов при помощи гибридной техники.

Вас это не удивляет, потому что первая квантовая телепортация — передача квантового состояния на расстоянии, при которой у первой частицы такое состояние разрушается, а у второй возникает состояние, идентичное первой, — была реализована ещё в 1997 году?

Да, это так. Вот только использовать такую квантовую телепортацию для реальной обработки информации при помощи квантовых битов (кубитов) было решительно невозможно. В схеме традиционной квантовой телепортации измерение выполняется после переноса кубитов, а эффективность передачи была низкой. В лучшем случае доходят менее 90% всех отправленных кубитов, причём передающий не понимает, о каких именно кубитах идёт речь, а поэтому не может их продублировать. Мораль проста: при использовании в реальной связи потеря более чем 10% информации делает всю систему непрактичной.

«В 1998 году мы использовали слегка нетипичную технику для нетрадиционной полной телепортации. Но тогда переданное состояние не было квантовым битом, — подчёркивает Акира Фурусава. — Теперь же мы применили нашу экспериментальную методику образца 1998 года, чтобы передать квантовые биты».

Гибридная система телепортации объединила технологию по передаче световых волн в широком диапазоне и способ уменьшения диапазона частот фотонных квантовых битов. Благодаря этому удалось инкорпорировать квантовые биты в световые волны. Кроме того, отказ от принципиально вероятностных белловских измерений позволил сделать и саму квантовую телепортацию не вероятностной, а жёстко детерминированной — впервые в мире.

«Полагаю, мы можем сказать со всей определённостью, что только теперь квантовые компьютеры стали ближе к реальности, — безмерно оптимистично заявляет г-н Фурусава. — Телепортацию такого рода можно представить как квантовый затвор [транзистора], где сток и исток идентичны. Так что, если мы слегка улучшим процесс, исток и сток, чтобы программировать их состояния, то получим программируемый квантовый затвор. Комбинируя множество таких затворов, мы выйдем на настоящий квантовый компьютер».

Как квантовая телепортация нового типа повлияет на нашу повседневность? По меньшей мере она обеспечит надёжную связь, основанную на квантовой криптографии, которая, быть может, положит конец ситуации, когда США прослушивают видеоконференции ООН, президентов Мексики, Боливии, далее везде (остальные страны с приличными разведслужбами тоже, конечно, не отстают). Но нас с вами скорее коснётся использование таких систем для безопасного совершения банковских операций и онлайновых платежей.

Гибридному методу достаточно одного классического канала связи — не важно, проводного или нет, чтобы надёжно передавать кубиты.

И уж совсем всё станет почти сказочным, если г-н Фурусава всё-таки прав, и мы, воспользовавшись телепортацией, сумеем построить полноценные квантовые компьютеры.

Напомним: в мае 2013 года сравнительные тесты весьма скромного квантового компьютера D-Wave One (процессор Vesuvius, лишь 512 кубит) и четырёхпроцессорного компьютера (2,4 ГГц, Intel, 16 Гб оперативной памяти) показали, что ряд задач квантовая машина выполняет за 0,5 с, а обычная — за 30 мин, то есть в 3 600 раз медленнее. Наконец, квантовые компьютеры могут сделать то, что на нынешних в принципе невозможно или требует времени, сравнимого с длительностью существования Вселенной. Да, речь в первую очередь идёт о моделировании новых веществ с уникальными свойствами, от лекарств и конструкционных материалов до высокотемпературных сверхпроводников. Так победим?

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature.

Подготовлено по материалам DigInfoTV.

Источник: compulenta.computerra.ru

Похожие новости:
Китай осуществит квантовую телепортацию на 1200 километров
Китайские ученые летом 2016 года проведут первый в мире эксперимент по осуществлению квантовой телепортации на расстояние более 1200 километров. Об этом сообщает Nature News.Для эксперимента ученые планируют запустить в июне 2016 года спутник. Таким образом, ..
2016-01-14 2419 0 Научные открытия
1
Физики продемонстрировали надежную квантовую телепортацацию
Ученые из Нидерландов и Великобритании продемонстрировалии квантовую телепортацию между двумя кубитами, разделенными расстоянием в три метра. Краткое сообщение об исследовании доступно на сайте Делфтского технического университета в Нидерландах, а статья ученых опубликована в журнале Science. Ученым удалось передать на расстояние квантовую ..
2014-05-30 2206 0 Научные открытия
0
Для телепортации человека потребуется 350 тысяч возрастов Вселенной
Термин "телепортация" был введён в 1931 году американским писателем Чарльзом Фортом и с тех пор используется чуть ли не ежедневно. Первая ассоциация с этим термином — мгновенное перемещение из одной точки пространства в другую, только вот, как выяснилось, если телепорт и изобретут, тот перемещать ..
2013-08-12 2903 0 Научные открытия
0
Японские физики теоретически обосновали телепортацию
Три японских физика из Университета Тохоку предсказали возможность передачи энергии на большие расстояния по средствам экзотической квантовой телепортации, пишет Phys.org. Квантовая телепортация позволяет двум изначально связанным частицам обмениваться информацией каким-то необъяснимым пока образом вне зависимости ..
2014-01-29 2797 2 Научные открытия
0
Теорию струн и петлевую квантовую гравитацию предложили объединить
Физик-теоретик Сабина Хоссенфельдер из Стокгольма посчитала двух альтернативных претендентов на «теорию всего» (теорию струн и петлевую квантовую гравитацию) сторонами одной медали. По ее мнению, в настоящее время петлевая квантовая гравитация достигла большого прогресса. Об этом ученый рассказала ..
2016-01-15 2275 0 Научные открытия
0
Физики научились телепортировать энергию
Сначала они телепортировали протоны, затем атомы и ионы. А теперь один физик открыл способ, который позволяет проделать это с энергией. Данное открытие имеет большое значение для будущего физики. В 1993 году, Чарли Беннетт из Исследовательского Центра IBM имени Уатсона ..
2013-12-9 2814 0 Научные открытия
0
Поставлен новый рекорд квантовой телепортации
Международная команда физиков под руководством Антона Цейлингера (Anton Zeilinger) установила новый рекорд, осуществив квантовую телепортацию между двумя островами Канарского архипелага на расстояние 143 километра. Эксперимент был проведён еще весной 2012 года, но результаты опубликованы в журнале Nature только ..
2012-09-10 2159 0 Научные открытия
0
3 главных квантовых прорыва - 2013
Мы часто недооцениваем, насколько быстро внедряются в повседневную жизнь технологии, время которых пришло. Первый лазер заработал в лаборатории в 1960 году, а уже в 1969-м появился лазерный сканер штрихкодов. В 1993 году появился первый графический браузер Mosaic, а в 1996-м ..
2013-01-7 3490 0 Научные открытия
0
Физики осуществили квантовую телепортацию на 25 километров
Физики телепортировали квантовое состояние фотона на расстояние 25 километров. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Photonics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте AlphaGalileo. В своем эксперименте ученые разнесли два запутанных фотона на расстояние в 25 километров по оптическому ..
2014-09-23 2418 0 Научные открытия
1
Физики создали новую форму материи
Ученые из Массачусетского технологического института в США создали сверхтекучее твердое тело из атомов натрия. Для этой цели они использовали лазеры, с помощью которых им удалось придать квантовой жидкости (конденсату Бозе-Эйнштейна) структуру, характерную для кристаллов. Статья исследователей опубликована в журнале Nature.Конденсат ..
2017-03-05 7902 0 Научные открытия
2
Смертельный приговор теории относительности
Проанализированы эксперименты последних четырех лет по измерению скорости нейтрино. Показано, что все эксперименты удовлетворяют представлениям создателя классической электродинамики Хевисайда о возможности преодоления частицей светового барьера при ее быстром ускорении. Как это ни странно, сверхсветовые нейтрино не противоречат и работе Эйнштейна «К ..
2012-08-29 1955 0 Научные открытия
0
Физики вывели квантовую механику из полевой теории струн
Американские физики-теоретики продемонстрировали возможность получения квантовомеханических соотношений из специального случая струнной теории поля (полевой теории струн). Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physics Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Университета Южной ..
2014-11-05 2468 0 Научные открытия
1
Найден способ проверить теорию петлевой квантовой гравитации
Петлевая квантовая гравитация может решить одну из самых крупных проблем физики: примирить между собой общую теорию относительности и квантовую механику. Но подобно другим умозрительным теориям квантовой гравитации, петлевая квантовая гравитация еще не была проверена экспериментально. ..
2012-01-16 3605 0 Научные открытия
0
Интересные заявления физиков на счет фотонов
Ученые-физики, которые работают в Бристольском университете, трудятся над тем, чтобы доказать тот факт, что фотоны представляют собой волны, и в то же время частицы. Доктор Питер Шадболт, Альберто Пераццо и профессор Джереми О'Брайен в своей работе, которая появилась на страницах журнала ..
2012-11-9 2496 2 Научные открытия
1
Физики создали квантовую связь между фотонами
Термин "квантовая запутанность" был введён ещё Эрвином Шрёдингером в 1935 году для обозначения явления, при котором состояния частиц оказываются взаимосвязанными вне зависимости от расстояния, разделяющего эти частицы. По сути, это явление — всего лишь доказательство парадоксальности квантовой механики, однако современной ..
2013-05-29 2299 0 Научные открытия
-1