Китайцы осуществили квантовую телепортацию с поверхности Земли на орбиту

Время на чтение: менее минуты Автор: Вторник, 30 июля 2019 15:25
Оцените материал
(1 Голосовать)

Две команды китайских исследователей установили примитивный квантовый интернет между спутником и лабораторией на Земле, с помощью явления квантового спутывания фотонов. Им удалось передать состояние одного фотона на орбиту и имитировать ключи шифрования.

Квантовая спутанность является общим состоянием для двух отдельных квантовых частиц на расстоянии. Ученые не могут полностью понять фундаментальную суть этого явления, однако факт остается фактом – все, что происходит с одной квантовой частицей в спутанной паре, также происходит с другой. Таинственные законы квантовой механики создают между ними невидимую связь.

И хотя про квантовую спутанность известно немного, исследователи научились создавать такие фотоны, какие им заблагорассудится. В основном, для такого эксперимента они используют свет от лазера, который пропускают через кристалл. Со временем им это стало неинтересно, поэтому они перешли к более изощренным экспериментам – создание квантовых сетей.

Сеть обмена информацией, построенная на спутанных фотонах, была бы гораздо быстрее всех, что мы знаем. Кроме того, она также была бы гораздо более надежной и защищенной через природу спутанных фотонов – если один из квантовых ключей шифрования был бы возмущен внешним воздействием, вся система сразу бы отреагировала на это, позволив выявить угрозу.

В новом эксперименте, китайские ученые увеличили расстояние между двумя спутанными квантами. Один из фотонов они оставили на Земле, а другой переместили на искусственный спутник в космосе.

На первом этапе ученые передали свойства спутанной частицы, которая находилась в Тибете ее партнеру, который был запущен на спутник в космосе, преодолев все рекорды для спутанных квантовых частиц, которые были установлены другими исследованиями. Таким образом, квантовая спутанность была установлена на расстоянии от 500 до 1400 км, в зависимости от расположения спутника на орбите.

На втором этапе инструменты на борту спутника создали последовательность чисел в качестве ключа шифрования. Они передали этот ключ через канал спутанных фотонов, используя поляризацию частиц.

Схема канала для передачи квантового ключа

Есть ли предел расстояния для спутанности?

Только две частицы были “спутаны” и они остаются в этом состоянии на любом расстоянии, по крайней мере, теоретически. До сих пор, серии экспериментов с переносом спутанных фотонов лишь подтверждали это.

С другой стороны, поскольку фотоны являются материальными квантовыми частицами, их путешествие в пространстве требует времени. Чем больше расстояние между ними, тем больше времени будет необходимо, чтобы до них добраться. Это означает значительное увеличение вероятности возникновения какого-то события, которое нарушит их спутанность (когерентность) и разрушит систему.

Поэтому, если теория говорит об отсутствии ограничений на расстояние между спутанными квантами, то техническая реализация требует решения значительного количества проблем.

Проблема переноса информации

Поскольку измерения состояния одного из спутанных квантов приводят к разрушению состояния спутанности системы, исследователям не удается непосредственно передавать информацию в такой системе. Иначе, мы могли бы общаться с остальной частью галактики практически мгновенно, преодолевая ограничения на скорость света.

Что сделали китайские исследователи? Они использовали спутанные фотоны для генерации случайных чисел. Поскольку фотоны были спутанными, они сгенерировали один и тот самый “ключ” как на орбите, так и на Земле. Этот ключ шифрования далее может быть использован для защиты уже классического канала связи. Сам ключ не может быть использован для передачи информации, поскольку он является случайным.

Прочитано 76 раз

TOP-10

Рецензия на мультфильм "Маугли дикой планеты" (2019)

Приветствую вас, уважаемые читатели! В этот раз хочу представить вам…

Военные записки. Глава девятая.

Безлунной и холодной осенней ночью штурмовые группы противника скрытно проникли…

Рецензия на сериал "Орвилл" (2017-...)

Приветствую вас, уважаемые читатели! Я крайне редко пишу рецензии или…

Военные записки. Глава восьмая.

Среди белого дня Бамбус лежал на кровати в одежде и…

Военные записки. Глава седьмая.

По идее, ребята вне расположения оставались-бы без пропитания, голодными, а…

Прогулка

Закончились последние тёплые дни этой осени - вчера и сегодня…

Отзыв о сериале "The O.A."

Большинство сериалов я посматриваю вполглаза, пока готовлю ужин, режу картошечку,…

Военные записки. Глава шестая.

В силу военной бюрократии Бамбус был обязан доложиться о прибытии…