Впервые успешно проведен эксперимент по квантовой телепортации
Свежий номер
РГ-Неделя
Родина
Тематические приложения
Союз
Свежий номер
26.08.2019 15:35
Рубрика:
Общество
Денис Передельский
iStock
Команда физиков из Австрии и Китая впервые успешно телепортировала кутриты — трехуровневые квантовые состояния. Эксперимент доказал, что кутриты обладают уникальной способностью существовать сразу в нескольких состояниях одновременно.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, а коротко его описывает Phys.org. Австрийским и китайским ученым впервые удалось телепортировать трехмерные квантовые состояния. Они экспериментально продемонстрировали то, что раньше было только теорией.
До сих пор физикам удавалось телепортировать только кубиты — двойные квантовые биты информации. Стандартный бит имеет значения 0 или 1. Кубит обладает обоими состояниями.
В ходе эксперимента было подтверждено существование кутрита — трехуровневого состояния.
То есть помимо значений 0 и 1 существует значение 2. И кутриты обладают способностью существовать сразу в трех состояниях одновременно.
Еще в 1990-е годы было доказано, что многоуровневая квантовая телепортация теоретически возможна. Квантовое состояние закодировано в возможных путях, которые может пройти фотон. Можно представить эти пути как три оптических волокна.
Суть квантовой телепортации состоит в том, чтобы передать свойства одной частицы другой частице. Для этого фотон надо заставить пройти по одному или нескольким путям одновременно. До сих пор телепортация была максимум двоичной.
Однако теперь ученым удалось телепортировать трехмерное квантовое состояние. Иными словами, фотон был расположен во всех трех оптических волокнах одновременно. Исследователи использовали новый экспериментальный метод. Ядром квантовой телепортации является так называемое измерение Белла.
Оно основано на принципе работы многолучевого светоделителя, который направляет фотоны через несколько входов и выходов и соединяет все оптические волокна вместе.
Кроме того, ученые использовали вспомогательные фотоны — они также отправлялись в многолучевой делитель и могли мешать другим фотонам.
Эксперимент показал, что квантовая информация может быть передана от одной частицы другой на расстоянии без их физического взаимодействия. Причем концепция не ограничивается тремя состояниями. Теоретически, она может быть распространена на любое количество состояний.
Открытие даст более широкие возможности использования квантовых компьютеров, разработкой которых занимаются ученые всего мира. Применение многоуровневых квантовых систем позволит передавать большие объемы информации, чем при телепортации кубитов, что даст толчок к развитию квантового интернета в будущем.
НаукаНаука
Главное сегодня
Медведев прокомментировал заявление Бербок о «развороте Москвы на 360 градусов»
В России значительно увеличили выпуск гиперзвуковых ракет «Кинжал»
Журналист Херш: США своими действиями сплотили российский народ вокруг Путина
FT: Шольц разочарован позицией союзников по поставкам танков Украине
Подача российского газа через Украину для Европы увеличилась на 9,5%
Ван И предупредил Бербок о риске инцидентов по типу подрыва «Северных потоков»
Ученые впервые успешно провели новый эксперимент по квантовой телепортации
https://ria.
ru/20190827/1557961750.html
Ученые впервые успешно провели новый эксперимент по квантовой телепортации
Ученые впервые успешно провели новый эксперимент по квантовой телепортации — РИА Новости, 27.08.2019
Ученые впервые успешно провели новый эксперимент по квантовой телепортации
Группа исследователей из Китая и Австрии телепортировала трехуровневые квантовые состояния, также известные как кутриты. Результаты исследования опубликованы в… РИА Новости, 27.08.2019
2019-08-27T18:43
2019-08-27T18:43
2019-08-27T22:10
наука
австрия
китай
открытия — риа наука
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/70996/90/709969008_0:96:1024:672_1920x0_80_0_0_a28a146cbda0e41b8ef6786b639794d7.jpg
МОСКВА, 27 авг — РИА Новости. Группа исследователей из Китая и Австрии телепортировала трехуровневые квантовые состояния, также известные как кутриты.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.Ученым впервые удалось успешно провести подобный эксперимент. Физики смогли доказать, что у кутритов есть уникальная возможность существовать сразу в нескольких состояниях.До сих пор ученым удавалось телепортировать только кубиты — двойные квантовые биты информации. Стандартный бит, рассматриваемый в основном в вычислительных науках, обладает только значениями «ноль» или «один». Кубит же имеет оба значения.Новый эксперимент доказал существование кутрита, который помимо значений «ноль» и «один» обладает значением «два». Кроме того, эти ячейки могут существовать сразу в трех состояниях.Квантовая телепортация представляет собой способность передать свойства одной частицы другой частице. Для этого нужно по одному или нескольким путям одновременно пройти фотону. Еще в девяностые годы ученые доказали теоретическую возможность многоуровневой квантовой телепортации. Квантовые ячейки закодированы в возможных путях, которые может пройти фотон.
В представленном австрийскими и китайскими учеными исследовании фотон был одновременно расположен во всех трех оптоволокнах. Ядром квантовой телепортации является так называемое измерение Белла, которое основано на принципе работы многолучевого разветвителя световых частиц.Разветвитель направляет фотоны через несколько входов и выходов, соединяя вместе все оптоволокна.Исследователи также использовали вспомогательные фотоны, которые тоже отправлялись в многолучевой разветвитель и могли создавать помехи другим световым частицам.Опыт показал, что квантовую информацию можно передавать от одной частицы другой на расстоянии без их физического взаимодействия. Кроме того, эта концепция не ограничена тремя состояниями, и теоретически она может распространяться на любое количество квантовых состояний.Открытие китайских и австрийских ученых позволит расширить возможности квантовых компьютеров. Благодаря многоуровневым квантовым системам можно будет передавать больше информации.
https://ria.ru/20190803/1557127001.
html
https://ria.ru/20190731/1557056272.html
австрия
китай
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2019
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
1920
1080
true
1920
1440
true
https://cdnn21.img.ria.ru/images/70996/90/709969008_0:0:1024:768_1920x0_80_0_0_854f1911e87ad980b7fda36675187773.
jpg
1920
1920
true
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
австрия, китай, открытия — риа наука
Наука, Австрия, Китай, Открытия — РИА Наука
МОСКВА, 27 авг — РИА Новости. Группа исследователей из Китая и Австрии телепортировала трехуровневые квантовые состояния, также известные как кутриты. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Ученым впервые удалось успешно провести подобный эксперимент. Физики смогли доказать, что у кутритов есть уникальная возможность существовать сразу в нескольких состояниях.
До сих пор ученым удавалось телепортировать только кубиты — двойные квантовые биты информации.
Стандартный бит, рассматриваемый в основном в вычислительных науках, обладает только значениями «ноль» или «один». Кубит же имеет оба значения.
Новый эксперимент доказал существование кутрита, который помимо значений «ноль» и «один» обладает значением «два». Кроме того, эти ячейки могут существовать сразу в трех состояниях.
3 августа 2019, 06:00Наука
Сердце Вселенной: что объединяет квантовые компьютеры и черные дыры
Квантовая телепортация представляет собой способность передать свойства одной частицы другой частице. Для этого нужно по одному или нескольким путям одновременно пройти фотону. Еще в девяностые годы ученые доказали теоретическую возможность многоуровневой квантовой телепортации. Квантовые ячейки закодированы в возможных путях, которые может пройти фотон.
В представленном австрийскими и китайскими учеными исследовании фотон был одновременно расположен во всех трех оптоволокнах. Ядром квантовой телепортации является так называемое измерение Белла, которое основано на принципе работы многолучевого разветвителя световых частиц.
Разветвитель направляет фотоны через несколько входов и выходов, соединяя вместе все оптоволокна.
Исследователи также использовали вспомогательные фотоны, которые тоже отправлялись в многолучевой разветвитель и могли создавать помехи другим световым частицам.
Опыт показал, что квантовую информацию можно передавать от одной частицы другой на расстоянии без их физического взаимодействия. Кроме того, эта концепция не ограничена тремя состояниями, и теоретически она может распространяться на любое количество квантовых состояний.
Открытие китайских и австрийских ученых позволит расширить возможности квантовых компьютеров. Благодаря многоуровневым квантовым системам можно будет передавать больше информации.
31 июля 2019, 20:00Наука
Физики раскрыли секреты «магического» сверхпроводящего графена
ученых используют квантовый компьютер для эксперимента по телепортации
Встроить делиться
Ученые используют квантовый компьютер для эксперимента по телепортации
от VOA
В настоящее время нет доступных медиа-источников
0:00 0:04:36 0:00
Ученые говорят, что они успешно использовали квантовый компьютер для « телепортации » сообщений между двумя смоделированными черными дырами.
Квантовые вычисления используют элементы квантовой физики для выполнения операций, слишком сложных для традиционных компьютеров. Квантовая физика — это изучение материи и энергии на уровне атомов или меньше.
Исследователи недавно объявили, что создали две маленькие смоделированные черные дыры в квантовом компьютере и отправили между ними информационное сообщение.
Команда сообщила, что в ходе эксперимента была смоделирована «червоточина». Червоточина — это
Червоточина считается мостом между двумя далекими областями вселенной. Ученые называют их мостами Эйнштейна-Розена. Их описали два физика — Альберт Эйнштейн и Натан Розен. Червоточины соответствуют общей теории относительности Эйнштейна, в основе которой лежит гравитация, одна из основных сил во Вселенной.
Исследователи недавно сообщили о результатах своего эксперимента в публикации Nature .
Мария Спиропулу — профессор физики Калифорнийского технологического института. Она помогала вести исследование. Она описала то, что создала команда, как «детскую червоточину».
Спиропулу сказал в заявлении: «Мы обнаружили квантовую систему, которая демонстрирует ключевых свойств гравитационной червоточины, но при этом достаточно мала для реализации на современном квантовом оборудовании».
Она добавила, что, несмотря на успех эксперимента, ученым еще далеко до того, чтобы отправлять людей или другие живые существа через такую червоточину.
«Экспериментально, я скажу вам, что это очень и очень далеко, — сказал Спиропулу журналистам. — Ко мне приходят люди и спрашивают: «Можете ли вы поместить свою собаку в червоточину?»
«Нет, — добавила она, — это огромный скачок ».
Джозеф Ликкен — физик из Fermilab, государственной физической лаборатории США. Он был соавтором исследования.
есть разница между тем, что что-то возможно
Но Ликкен добавил: «Вы должны с чего-то начать. И я думаю, что это просто здорово, что мы вообще можем получить это в свои руки».
Исследователи наблюдали смоделированную червоточину на квантовом устройстве в компании Google, принадлежащей Alphabet.
Исследователи отметили, что на самом деле червоточина не создавалась. Они сказали, что настоящая червоточина привела бы к « разрыву пространства и времени». Тем не менее, они сказали, что смоделированная червоточина действительно была создана на основе квантовой информации, телепортированной с помощью компьютера Google.
«Эти идеи существуют уже давно, и это очень мощные идеи», — сказал Ликкен. «Но, в конце концов, мы занимаемся экспериментальной наукой, и мы очень долго пытались найти способ исследовать эти идеи в лаборатории», — добавил он.
«И это то, что действительно интересно в этот.
Я Брайан Линн.0004
________________________________________________________________
телепорт – т. путешествовать на воображаемом быстром виде транспорта с использованием специальной технологии или особых способностей реальный, но не
гипотетический – прил. идея о том, что что-то было предложено, но еще не существует на самом деле или не доказано, что его истинность
экспонат – т. показать чувство, качество или способность
достаточно – нареч. эффективно
реализовать – с. сделать закон, систему, план и т.д. внезапное увеличение или улучшение
в принципе – фр. как общая идея или план
разрыв – v. что-то сломать или порвать
________________________________________________________________
Что вы думаете об этой истории? Ждем вашего ответа.
У нас новая система комментариев. Вот как это работает:
- Напишите свой комментарий в поле.
- Под коробкой вы можете увидеть четыре изображения для учетных записей социальных сетей. Они предназначены для Disqus, Facebook, Twitter и Google.
- Нажмите на одно изображение, и появится окно. Введите логин от своего аккаунта в социальной сети. Или вы можете создать его в системе Disqus. Это синий круг с буквой «D». Это бесплатно.
Каждый раз, когда вы возвращаетесь, чтобы оставить комментарий на сайте Learning English, вы можете использовать свою учетную запись и просматривать свои комментарии и ответы на них. Наша политика комментариев:
здесь .Телепортация уже здесь, но это не то, что мы ожидали
В 2005 году некролог физика Ашера Переса в журнале Physics Today сообщил нам, что, когда журналист спросил его, может ли квантовая телепортация переносить душу человека так же, как и их тело, ученый ответил: «Нет, не тело, а только душу».
Ответ Переса — это больше, чем просто шутка, он предлагает идеальное объяснение, закодированное в метафоре, реальности процесса, который мы видели бесчисленное количество раз в научной фантастике. На самом деле телепортация существует, хотя в реальном мире она сильно отличается от знаменитого «Подними меня, Скотти!» связанный с Звездный путь серии.
Телепортация в реальной науке начала обретать форму в 1993 году благодаря теоретическому исследованию, опубликованному Пересом и пятью другими исследователями в Physical Review Letters , которое заложило основы квантовой телепортации. Судя по всему, это была идея соавтора Чарльза Беннетта связать предлагаемое явление с популярным представлением о телепортации, но между вымыслом и реальностью есть существенное различие: в последнем путешествует не материя, а информация , который переносит свойства исходной материи на целевую материю.
Квантовая телепортация основана на гипотезе, описанной в 1935 году физиком Альбертом Эйнштейном и его коллегами Борисом Подольским и Натаном Розеном, известной как парадокс ЭПР.
Вследствие законов квантовой физики удалось получить две частицы и разделить их в пространстве так, чтобы они продолжали делить свои свойства, как две половины одного целого. Таким образом, действие на одного из них (на А или Алису, согласно используемой номенклатуре) мгновенно повлияет на другого (на В или Боба). Это «призрачное действие на расстоянии», по словам Эйнштейна, казалось бы, способно нарушить предел скорости света.
Теория этого явления, называемая квантовой запутанностью , была позже разработана в 1964 году Джоном Стюартом Беллом и подтверждена многочисленными экспериментами. В работе Переса, Беннета и их сотрудников предполагалось, что третья частица может взаимодействовать с частицей Алисы и терять квантовое состояние — значение одного из своих физических свойств — для передачи состоянию Боба, чтобы она приобрела это состояние.
Без переноса материи частица Боба превратилась бы в копию интерактивной частицы Алисы, и между ними никогда не было бы физического контакта.
С 1998 года в различных экспериментах была достигнута эта квантовая телепортация, сначала с использованием отдельных фотонов, затем атомов и более сложных систем. Сначала явление демонстрировалось на небольшом расстоянии, которое в последующих исследованиях увеличилось до сотен метров и километров. Текущим рекордом является телепортация фотонов на расстояние 1400 километров от Земли к спутнику Micius на околоземной орбите. Это достижение было успешно достигнуто в 2017 году командой под руководством Цзянь-Вэй Пана из Китайского университета науки и технологий в Хэфэй (USTC).
В этих экспериментах передается информация, закодированная в битах. В классическом смысле бит — это основная единица двоичной информации, которая принимает значение 0 или 1. Применительно к квантовым состояниям бит может содержать информацию, например, о вращении частицы (разновидность вращения).
). Но в квантовой версии бита, кубита, его значение может быть как 0, так и 1 или другое значение , например 2, так как квантовая механика допускает перекрытие состояний . Вот почему квантовые вычисления считаются более мощной технологией, чем традиционные вычисления, поскольку их возможности для хранения и обработки информации намного выше.
Однако важно подчеркнуть, что квантовая телепортация не предназначена для мгновенной передачи данных или со скоростью, превышающей скорость света. Причина в том, что Бобу необходимо получить дополнительную информацию об измерениях Алисы, которая не передается через систему запутанных частиц, а потому должна быть отправлена по другому каналу; для каждого телепортированного кубита необходимо передать два классических бита, а это можно сделать только традиционными способами, которые в лучшем случае достигают только скорости света.
Будущая квантовая сеть Но, несмотря на это ограничение, возможности квантовой телепортации выглядят все более многообещающими по мере достижения новых вех.
В этом году две группы исследователей впервые сообщили о передаче кутритов, или трехмерных единиц информации (которые могут принимать три значения: 0, 1 и 2). «Оба исследования продемонстрировали телепортацию кутрита . Основное отличие заключается в используемом нами методе», — объясняет Би-Хэн Лю, физик из UCTC и соавтор одного из еще неопубликованных исследований.0032 OpenMind .
Однако на данный момент между двумя командами все еще существуют разногласия. Как объяснил OpenMind физик Чао-Янг Лу, также из UCTC и соавтор другого исследования, опубликованного в Physical Review Letters , относительно работы его коллег, «сама квантовая природа телепортации не было продемонстрировано». Соавтор того же исследования Мануэль Эрхард из Венского университета также считает, что в эксперименте Лю «измерений и результатов недостаточно, чтобы утверждать о подлинной трехмерной и универсальной квантовой телепортации».
Со своей стороны Лю защищает свои результаты: «Мы провели численное моделирование и подтвердили телепортацию кутритов».
Противоречие также распространяется на возможности масштабирования системы до большего количества измерений. По словам Лю, «обе схемы масштабируемы». Со своей стороны, Эрхард утверждает, что его собственная система может быть легко расширена до любого измерения: «Дальнейшее увеличение размерности — это вопрос технологического развития», — говорит он. С другой стороны, он не уверен, что то же самое можно сказать о системе его коллег.
Но какой смысл расширять эти эксперименты на большее количество измерений? «Возможное применение многомерной квантовой телепортации лежит в квантовых сетях», — объясняет Эрхард OpenMind . «Таким образом, мы представляем будущую квантовую сеть, основанную на многомерных алфавитах. Например, они обладают преимуществом более высокой информационной емкости, а также большей устойчивостью к шуму».
Таким образом, переход от кубита к кутриту, а оттуда к кукварту и так далее закладывает основу для будущих сетей квантовых вычислений .