Мифы и факты о телепортации к 2035 году

|
Журналист одного уважаемого издания вероломно переврал факты с заседания правительства. И вот уже все СМИ бурно перепечатывают: «ууууууу!!!!! Правительство «распилит» кучу денег на введение к 2035 году телепортации». И Интернет послушно взорвался про телепорты на Луну с чемоданами денег. А всего-то дел было: убрать из заголовка одно слово – «квантовая».

Квантовая телепортация, в отличие от телепортов в «Стар Треке» и прочих научно-фантастических произведений, уже существует. И в ней не происходит мгновенного перемещения вещества из «точки А» в «точку Б». Что же это за зверь такой – и что на самом деле телепортируется? И зачем это нужно, как говорили в СССР, народному хозяйству?

Во-первых, самому термину уже довольно много лет. Жиль Брассар и Чарлз Беннет придумали его еще в 1993 году и опубликовали в статье Teleporting an unknown quantum state via dual classical and Einstein-Podolsky-Rosen channels в журнале Physical Review Letters. Что же это такое?

Для начала, нужно понять, что квантовый мир живёт по совсем другим законам, чем наш, «большой» мир. Принципы здравого смысла, основанные на «макроскопических» законах природы, не работают. В том числе, существует некое квантовое состояние «запутанности» двух частиц. Что это означает? Что если мы «запутаем» два фотона, то один фотон будет «чувствовать» происходящее с другим мгновенно, вне зависимости от расстояния, на которых они находятся. При этом нужно помнить, что в квантовом мире измерение системы ее изменяет.

Хорошо известна аналогия с цветными шариками. Мы берем жёлтый и зелёный шарик и «запутываем» их. Пока они запутаны и мы их не «измерили», то есть – не посмотрели на них, мы не знаем, какой из них какой. Если быть точным, то оба они – и желтые, и зелёные одновременно. Ну, как кот Шрёдингера, который жив и мёртв.

Дальше мы эти шарики разносим на большое расстояние. И как только мы измерим один шарик, и увидим, что он зелёный, другой сразу же станет жёлтым. При этом это превращение случится мгновенно, быстрее скорости света. Но пользы от этого пока ноль. Так, интересный факт, поражающий сознание. Но это ещё не телепортация.

Теперь займёмся телепортом.

Для этого нам потребуются отправитель Вася, получатель Маша и три частицы (давайте снова обратимся к жёлтым-зелёным шарикам), АБВ. Какова наша (а точнее, Васи с Машей) последовательность действий, если Вася вместо жёлтых тюльпанов, которые, увы, не телепортируются, решил телепортировать Маше жёлтый шарик-фотон А.

1. Для начала Вася с Машей договариваются о том, что сделают заранее пару запутанных желто-зеленых шариков Б и В – например, в фирме по производству запутанных шариков им. И. Сусанина (хорошее название, чего вы?). Это можно сделать заранее, не торопясь.
2. Шарик Б остаётся у Васи, шарик В – отправляется к Маше. Так они и живут, пока Васю не припрёт.

3. Итак, Вася наш решается. И чтобы телепортировать свой шарик А, он… производит измерение системы шариков А и Б. Но мы помним, что сейчас у нас Б и В спутаны и описываются . Измерение системы А и Б имеет четыре вероятных исхода (Ж-Ж, З-З, З-Ж и Ж-З). В момент измерения мы узнаем точное состояние частиц А и Б, и в этот же момент происходит передача квантовой части информации. Но Маша пока не знает, какой у нее фотон-шарик В.

4. Вася передаёт обычным каналом связи (e-mail, СМС, нарочный, почтовый голубь) результаты своих измерений. Маша, знающая квантовую механику, теперь знает, какие нужно произвести преобразования, чтобы восстановить исходное состояние желтого шарика А.

Фактически, считается, что в момент передачи квантовой информации («коллапса волновой функции» запутанных частиц), квантовое состояние частицы А разрушается и передаётся частице В. Потому-то это и назвали телепортацией квантового состояния (но не частицы).

На практике это тоже реализовано давным-давно: в 1997 году первый такой «телепорт» случился в лаборатории. В 2012 году китайские физики за 4 часа телепортировали 1100 фотонов на сотню километров. Сейчас рекорд расстояния телепортации составляет чуть меньше полутора сотен км.

И последнее: квантовую телепортацию используют не для «мгновенной» передачи информации, а для максимально точной и максимально защищённой. Перехватить квантовый сигнал нельзя. Так что – внедрение повсеместной квантовой телепортации к 2035 году там, где это необходимо, дело важное и нужное. А там, где не очень важно, мы и обычной электронной почтой обойдёмся.

Понравилась статья? Помоги сайту!
Правмир существует на ваши пожертвования.
Ваша помощь значит, что мы сможем сделать больше!
Любая сумма
Автоплатёж  
Пожертвования осуществляются через платёжный сервис CloudPayments.
Комментарии
Похожие статьи
180 оттенков мозга

Нейросети обработали данные, и результат был очень неожиданным

Атомы превращаются… Превращаются атомы…

Просто и интересно – о сложном в науке

Юнона + Юпитер — впервые за 22 года

Астрономическая общественность взбудоражена