Πάρε με, Σκότι! Σε μια μελέτη που φαίνεται απευθείας από ένα επεισόδιο του Star Trek, μια διεθνής ομάδα ερευνητών έκανε μια εκπληκτική ανακάλυψη στον τομέα της κβαντικής τηλεμεταφοράς. Πραγματοποίησαν με επιτυχία σχεδόν τέλεια κβαντική τηλεμεταφορά, παρά την παρουσία παρεμβολών που συνήθως διακόπτουν τη μεταφορά των κβαντικών καταστάσεων.
Η κβαντική τηλεμεταφορά είναι μια διαδικασία κατά την οποία η κατάσταση ενός κβαντικού σωματιδίου, ή qubit, μεταφέρεται από το ένα μέρος στο άλλο χωρίς να μετακινηθεί φυσικά το ίδιο το σωματίδιο. Μια τέτοια μεταφορά απαιτεί κβαντικούς πόρους, όπως η εμπλοκή μεταξύ ενός επιπλέον ζεύγους qubits.
Φανταστείτε ότι έχετε ένα μυστικό μήνυμα γραμμένο σε ένα κομμάτι χαρτί. Θέλετε να στείλετε αυτό το μήνυμα σε κάποιον μακριά χωρίς να το δει κανείς. Με την κβαντική τηλεμεταφορά, αντί να στείλετε φυσικά το χαρτί, θα δημιουργήσετε ένα ακριβές αντίγραφο του μηνύματος σε άλλη τοποθεσία, ενώ το αρχικό μήνυμα θα καταστραφεί. Αυτό απαιτεί ειδικούς πόρους όπως η εμπλοκή, η οποία είναι μια μυστηριώδης σύνδεση μεταξύ δύο qubits. Σε ένα ιδανικό σενάριο, η τηλεμεταφορά κατάστασης qubit μπορεί να εκτελεστεί άψογα. Ωστόσο, στον πραγματικό κόσμο υπάρχει πάντα θόρυβος και παρεμβολές, όπως η παρεμβολή μπορεί να διαταράξει μια τηλεφωνική κλήση ή ένα ραδιοφωνικό σήμα. Αυτός ο θόρυβος μπορεί να μειώσει σημαντικά την ποιότητα της διαδικασίας τηλεμεταφοράς. Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Advances, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Τούρκου στη Φινλανδία και το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο κβαντικής τηλεμεταφοράς που ξεπερνά αυτόν τον θόρυβο και επιτυγχάνει υψηλό επίπεδο επιτυχίας. Το κλειδί της επιτυχίας είναι η χρήση της υβριδικής εμπλοκής πολλών σωμάτων, η οποία είναι σαν να μπλέκετε τα qubits με το τοπικό τους περιβάλλον με ελεγχόμενο τρόπο. «Η εργασία βασίζεται στην ιδέα της διανομής της εμπλοκής - πριν ξεκινήσει το πρωτόκολλο τηλεμεταφοράς - πέρα από τα qubits που χρησιμοποιούνται, δηλαδή, χρησιμοποιώντας υβριδική εμπλοκή μεταξύ διαφορετικών φυσικών βαθμών ελευθερίας», λέει ο συγγραφέας της μελέτης Jyrki Piilo, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Τούρκου, σε δελτίο τύπου. Φανταστείτε ότι έχετε ένα μυστικό μήνυμα γραμμένο σε ένα κομμάτι χαρτί, καθώς και κάποιες πρόσθετες πληροφορίες γραμμένες σε ξεχωριστό φύλλο. Συνδυάζοντας προσεκτικά αυτές τις δύο πληροφορίες, μπορείτε να δημιουργήσετε έναν νέο, πιο ασφαλή τρόπο μετάδοσης ενός μυστικού μηνύματος που επηρεάζεται λιγότερο από εξωτερικές παρεμβολές ή θόρυβο. Στο πείραμά τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν φωτόνια (σωματίδια φωτός) για να κωδικοποιήσουν qubits, με την πόλωση των φωτονίων να αντιπροσωπεύει κβαντικές καταστάσεις και τη συχνότητά τους να αντιπροσωπεύει το τοπικό περιβάλλον. Για να δημιουργήσουν μια υβριδική κατάσταση εμπλοκής πολλών σωμάτων, σκέφτηκαν προσεκτικά τις αρχικές συσχετίσεις μεταξύ της πόλωσης και της συχνότητας φωτονίων.
Φανταστείτε ότι έχετε ένα μυστικό μήνυμα γραμμένο σε ένα κομμάτι χαρτί. Θέλετε να στείλετε αυτό το μήνυμα σε κάποιον μακριά χωρίς να το δει κανείς. Με την κβαντική τηλεμεταφορά, αντί να στείλετε φυσικά το χαρτί, θα δημιουργήσετε ένα ακριβές αντίγραφο του μηνύματος σε άλλη τοποθεσία, ενώ το αρχικό μήνυμα θα καταστραφεί. Αυτό απαιτεί ειδικούς πόρους όπως η εμπλοκή, η οποία είναι μια μυστηριώδης σύνδεση μεταξύ δύο qubits. Σε ένα ιδανικό σενάριο, η τηλεμεταφορά κατάστασης qubit μπορεί να εκτελεστεί άψογα. Ωστόσο, στον πραγματικό κόσμο υπάρχει πάντα θόρυβος και παρεμβολές, όπως η παρεμβολή μπορεί να διαταράξει μια τηλεφωνική κλήση ή ένα ραδιοφωνικό σήμα. Αυτός ο θόρυβος μπορεί να μειώσει σημαντικά την ποιότητα της διαδικασίας τηλεμεταφοράς. Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Advances, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Τούρκου στη Φινλανδία και το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο κβαντικής τηλεμεταφοράς που ξεπερνά αυτόν τον θόρυβο και επιτυγχάνει υψηλό επίπεδο επιτυχίας. Το κλειδί της επιτυχίας είναι η χρήση της υβριδικής εμπλοκής πολλών σωμάτων, η οποία είναι σαν να μπλέκετε τα qubits με το τοπικό τους περιβάλλον με ελεγχόμενο τρόπο. «Η εργασία βασίζεται στην ιδέα της διανομής της εμπλοκής - πριν ξεκινήσει το πρωτόκολλο τηλεμεταφοράς - πέρα από τα qubits που χρησιμοποιούνται, δηλαδή, χρησιμοποιώντας υβριδική εμπλοκή μεταξύ διαφορετικών φυσικών βαθμών ελευθερίας», λέει ο συγγραφέας της μελέτης Jyrki Piilo, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Τούρκου, σε δελτίο τύπου. Φανταστείτε ότι έχετε ένα μυστικό μήνυμα γραμμένο σε ένα κομμάτι χαρτί, καθώς και κάποιες πρόσθετες πληροφορίες γραμμένες σε ξεχωριστό φύλλο. Συνδυάζοντας προσεκτικά αυτές τις δύο πληροφορίες, μπορείτε να δημιουργήσετε έναν νέο, πιο ασφαλή τρόπο μετάδοσης ενός μυστικού μηνύματος που επηρεάζεται λιγότερο από εξωτερικές παρεμβολές ή θόρυβο. Στο πείραμά τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν φωτόνια (σωματίδια φωτός) για να κωδικοποιήσουν qubits, με την πόλωση των φωτονίων να αντιπροσωπεύει κβαντικές καταστάσεις και τη συχνότητά τους να αντιπροσωπεύει το τοπικό περιβάλλον. Για να δημιουργήσουν μια υβριδική κατάσταση εμπλοκής πολλών σωμάτων, σκέφτηκαν προσεκτικά τις αρχικές συσχετίσεις μεταξύ της πόλωσης και της συχνότητας φωτονίων.
https://earth-chronicles.ru/news/2024-05-12-178778
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου