Na rozdiel od zákonov klasickej mechaniky sme sa naučili prenášať informácie rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Spoločnosť RIA Novosti zistila, ako si vymieňajú údaje a prečo nie je možné teleportovať materiál.
Tajomný kvantový svet
V kvantovom svete sa informácie merajú v rýchlostiach. Na rozdiel od klasických bitov sú schopné byť súčasne v dvoch stavoch - logickej nule a jednom - až do okamihu, keď sú zmerané alebo skôr prečítané informácie.
Úlohu qubit hrá umelý atóm s dvoma energetickými úrovňami. Ak je atóm na nižšej energetickej úrovni, stav systému je logická nula, na hornom je logický. Fyzicky môže byť qubit stelesnený vo fotóne, molekule, ióne, atóme, kvantovej bodke - vo všetkom, čo emituje a absorbuje kvanta elektromagnetickej energie. Napríklad supravodivé elektrody sú elektrický obvod vyrobený z tenkých vrstiev kovu ochladeného na ultra-nízke teploty, medzi ktorými páry elektrónov tunelujú cez tenké vrstvy izolátora.
Pretože hovoríme o kvantovom svete, nie je možné povedať, v akom stave je elektrón v hranici v každom okamihu. To otvára príležitosti na teleportáciu - prenos niečoho vo vesmíre.
„Kvantová teleportácia vyžaduje tri superpozície qubits. Povedzme, že potrebujeme prenášať informácie od prvého prvku do tretieho a nemali by interagovať, to znamená, že by nemali byť blízko. Potom sa tretí a druhý qubit zapletú pomocou logickej operácie - ich stavy sa stanú vzájomne závislými a samy sa nazývajú zapletené. A ak sa zmeria stav jedného z nich, stav druhého bude automaticky opačný. Je to ako hádzať čiernobiele gule do krabice a potom náhodne vytiahnuť jednu z nich: farba druhej bude známa so 100% pravdepodobnosťou, “hovorí Ilya Besedin, inžinierka v laboratóriu supravodivých metamateriálov v NUST MISIS.
Potom musí druhý quit interagovať s prvým. Existujú dva hlavné spôsoby, ako ich prinútiť „chatovať“. Najprv sa rezonančná frekvencia jedného atómu zmení tak, že sa časovo zhoduje s frekvenciou iného atómu, po ktorej excitácia z jedného prechádza cez elektrické pole do druhého. Druhou možnosťou je, že systém je vystavený mikrovlnnému žiareniu, takže absorpčný koeficient jedného atómu závisí od stavu druhého. Po tom, čo qubity „hovoria“, ich stav sa načíta.
Propagačné video:
V skutočnosti sa v tomto okamihu qubity menia na klasické bity so známymi informáciami. Potom sa vykoná logická operácia na treťom kvitte a ukázalo sa, že je v stave prvého. Pripomeňme, že prvý a tretí pokus nikdy interagovali, s výnimkou nepriamej „komunikácie“cez druhý štvorček. Okrem toho tretí bol v kontakte s druhým, kým si s prvým vymenil informácie.
Zmätený? Potom si predstavte, že ste dostali skúšku A a zdieľali svoju radosť so svojím otcom. Potom šli k mojej matke a povedali jej to isté. A povedala vám, že poškriabala auto. A po rozhovore sa otec neznámym spôsobom dozvedel o tomto probléme. Je ťažké pochopiť kvantovú mechaniku - je lepšie sa vyrovnať so svojimi zákonmi.
Nemôžete sa hádať s teóriou relativity
Pomocou kvantovej teleportácie je možné prenášať informácie na veľké vzdialenosti. Záznam doteraz patrí čínskym vedcom, ktorí posielali údaje zo Zeme na satelit viac ako 1400 kilometrov. Navyše si samy seba vymieňajú dáta okamžite, dokonca rýchlejšie ako rýchlosť svetla.
Vedci to potvrdili súčasným meraním stavu dvoch zamotaných qubitov na rôznych miestach. Ukázalo sa, že sa skutočne „cítia“navzájom rýchlejšie ako svetlo.
Na extrahovanie informácií z quitov sa musí dekódovať pomocou klasických bitov, ktorých prenosová rýchlosť nemôže prekročiť rýchlosť svetla. Aj keď teda kvantový svet ponúka neuveriteľné príležitosti, ľudia z dôvodu svojej klasickej povahy ich jednoducho jednoducho nemôžu plne využiť.
„Kvantová teleportácia je však ideálna pre šifrovaný prenos údajov. Informácie môžu byť samozrejme tiež šifrované pomocou klasických algoritmov. Táto metóda má však slabinu: výmena kľúčov. Pri dostatočnom výpočtovom výkone je možné zachytené šifrovanie vždy prečítať, “hovorí expert.
A protokoly založené na kvantovej teleportácii vám umožňujú matematicky dokázať, že na kvantovej linke nie je ťuknutý. Len čo sa k nemu pripojí cudzinec, kvalita prenosu kvantového stavu sa výrazne zhoršuje bez ohľadu na technické vybavenie votrelca. A obe strany okamžite zistia, že ich rozhovor už nie je súkromný.
Nebude existovať teleport?
Ak chcete zdieľať zábavné video s priateľom, potrebujete počítače alebo smartphony. To isté platí pre teleportáciu údajov medzi qubits: na prenos stavu potrebujete qubit vysielača a qubit prijímača, ktoré sú už umiestnené na správnom mieste. To znamená, že pred odoslaním údajov musíte fyzicky presunúť objekt, ktorý ich prijme. A zatiaľ to môžeme urobiť len klasickým spôsobom: po známej trajektórii - od bodu „A“po bod „B“. A v žiadnom prípade okamžite.
A čo teleportácia akéhokoľvek hmotného objektu ako celku - napríklad osoby? Koniec koncov, v konečnej analýze látka pozostáva z atómov, to znamená z kvantových systémov, medzi ktorými sa môžu prenášať informácie. Aby ste to dosiahli, musíte teleportovať údaje o všetkých atómoch tela na iné atómy nachádzajúce sa na inom mieste, a tým znovu vytvoriť osobu.
Na každý akt prevodu je však potrebné zložité technické vybavenie. Osoba s hmotnosťou asi 70 kilogramov obsahuje 6,7 * 1027 atómov. Je neuveriteľne ťažké prenášať informácie o všetkých časticiach so 100% presnosťou - av súčasnosti to nie je technicky možné. Napriek tomu je teleportácia hmotného objektu príliš atraktívna na odmietnutie.