Australijsko-japońskiemu zespołowi naukowców z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii w Canberze i Uniwersytetu Tokijskiego udało się po raz pierwszy w historii dokonać kwantowej teleportacji całego zestawu informacji tzn. dzięki wykorzystaniu zjawiska splątania kwantowego, udało się przekazać pełny stan promienia światła.
Co to jest teoria kwantów?
Słowo "quantum" oznacza pewną ilość, porcję czegoś. W życiu codziennym przyzwyczailiśmy się do tego, że takie cechy przedmiotów jak rozmiar, waga, kolor, temperatura, pole powierzchni i szybkość zmieniają się w sposób ciągły. Np. jabłka mają najrozmaitsze kształty, rozmiary i kolory, bez żadnej zauważalnej gradacji tych cech. W skali atomowej sytuacja wygląda zupełnie inaczej. Takie właściwości cząstek jak pęd, energia i spin często zmieniają się nie w sposób ciągły, lecz skokowo. W klasycznej mechanice newtonowskiej zakładamy, że zmiany właściwości cząstek są ciągłe. Gdy fizycy się przekonali, że to założenie załamuje się w skali atomowej, musieli stworzyć zupełnie nową mechanikę - mechanikę kwantową - która uwzględniałby nieciągłość w zachowaniu materii w skali atomowej. Teoria kwantów to ogólny schemat pojęciowy, z którego wynika mechanika kwantowa. ("Duch w atomie. Dyskusja o paradoksach teorii kwantowej." P.C.W. Dawies, J.R. Brown, Wydawnictwo CIS, Warszawa 1996, str. 11)
Dziś możemy teleportować co najwyżej strumień światła, cząstki subatomowe i kwantowe właściwości atomów, natomiast nie możemy teleportować obiektów materialnych w zwykłym rozumieniu tego terminu. Ale uczeni sądzą, że w ciągu 10-ciu lat może stać się możliwe teleportowanie cząsteczek chemicznych. To otwiera drogę do teleportacji większych obiektów nieożywionych. A potem ... ("Teleportacja" David Darling, Wydawnictwo Amber sp. z o.o. Warszawa 2006, str. 21)
Doniesienia ze świata nauki akademickiej utwierdzają w przeświadczeniu, że następuje materializacja powyższej prognozy.
Naukowcy z University of Tokio oraz współpracujący z nimi uczeni z University of New South Wales (m.in. prof. Akira Furusawa z Wydziału Fizyki Stosowanej UT oraz prof. Eleanor Huntington ze Szkoły Inżynierii i Informatyki UNSW) dokonali przełomu na polu kwantowej teleportacji. Eksperymenty były prowadzone w urządzeniu o nazwie teleporter w laboratorium profesora Akiry Furusawy.
Teleporter, fot. University of Tokyo.
Obecne badania pozwalają, po raz pierwszy w historii, na wiarygodne i szybkie teleportowanie kwantowej informacji. Właściwie każda kwantowa informacja zależy od kwantowej teleportacji. Nośnikiem informacji jest w tym przypadku światło. Dotychczas teleportowano pojedyncze kwanty czy atomy, chociaż niedawno pojawiła się też informacja o teleportacji fragmentu DNA. Opracowana teraz metoda wyróżnia się brakiem strat informacji podczas teleportowania stanów i będzie mogła być stosowana do transmisji dużych ilości kwantowych informacji i stworzenia kwantowych sieci telekomunikacyjnych.
Obiekty opisywane prawami fizyki kwantowej mogą znajdować się w dwóch stanach na raz, jak np. kot z paradoksu Schrödingera, który według opisu fizyki kwantowej jest jednocześnie żywy lub martwy. Taka sytuacja trwa, dopóki ktoś nie przeprowadzi obserwacji takiego obiektu, wówczas "stan kwantowy" zapada się do stanu klasycznego - kot okazuje się po prostu żywy albo martwy. Z tego powodu nie da się przenieść kwantowego stanu jednego obiektu na inny przez przeprowadzenie pomiaru i wprowadzenie obiektu docelowego w stan taki sam jak zmierzony - przy wykonywaniu pomiaru część informacji zostanie utracona.
Udana teleportacja światła zawierającego informacje to ważny krok w kierunku budowy komputerów kwantowych. Dzięki opracowaniu metody przenoszenia stanów kwantowych, będzie też można zbudować kwantowe komputery zdolne do wykonywania niemożliwych dzisiaj obliczeń - komputer kwantowy zamiast przeliczać po kolei wszystkie możliwe kombinacje danych, przeliczy wszystkie kombinacje danych "na raz" w jednym cyklu obliczeniowym.
Teksty źródłowe:
Świetnie napisany artykuł. Jak dla mnie bomba.
OdpowiedzUsuń