MOSCA, 12 luglio - RIA Novosti. I fisici di Shanghai hanno annunciato la riuscita conduzione del primo "spazio" teletrasporto quantistico, inoltrando informazioni sullo stato della particella dal satellite quantistico Mo-tzu a una stazione di tracciamento sulla Terra, secondo un articolo pubblicato su biblioteca elettronica arXiv.org

"Annunciamo il primo teletrasporto quantistico di singoli fotoni da un osservatorio sulla Terra a un satellite in orbita vicino alla Terra, a 1.400 chilometri da esso. L'implementazione di successo di questo compito apre la strada al teletrasporto a lunghissimo raggio ed è il primo passo verso la creazione di un Internet quantistico", scrivono Jian-Wei Pan (Jian-Wei Pan) dell'Università di Shanghai e i suoi colleghi.

Il fenomeno dell'entanglement quantistico è alla base delle moderne tecnologie quantistiche. Questo fenomeno, in particolare, gioca un ruolo importante nei sistemi di comunicazione quantistica sicuri: tali sistemi escludono completamente la possibilità di "intercettazioni" impercettibili a causa del fatto che le leggi della meccanica quantistica vietano la "clonazione" dello stato delle particelle di luce. Attualmente, i sistemi di comunicazione quantistica sono attivamente sviluppati in Europa, Cina e Stati Uniti.

Negli ultimi anni, scienziati dalla Russia e Paesi esteri hanno creato dozzine di sistemi di comunicazione quantistica, i cui nodi possono scambiare dati su distanze abbastanza grandi di circa 200-300 chilometri. Tutti i tentativi di espandere queste reti a livello internazionale e intercontinentale hanno incontrato difficoltà insormontabili dovute al modo in cui la luce viene attenuata quando si viaggia in fibra ottica.

Per questo molti team di scienziati hanno pensato di trasferire i sistemi di comunicazione quantistica al livello "cosmico", scambiando informazioni via satellite, che permette di ripristinare o rafforzare la "connessione invisibile" tra fotoni entangled. Il primo veicolo spaziale del suo genere è già in orbita: lo è Satellite cinese Mo Tzu è stato lanciato nello spazio nell'agosto 2016.

Questa settimana, Pan e i suoi colleghi hanno riferito dei primi esperimenti di teletrasporto quantistico di successo effettuati a bordo del Mo-Tzu e in una stazione di comunicazione a Ngari, in Tibet, costruita a un'altitudine di quattro chilometri per comunicare con il primo satellite quantistico.

Il teletrasporto quantistico è stato descritto per la prima volta a livello teorico nel 1993 da un gruppo di fisici guidati da Charles Bennett. Secondo la loro idea, atomi o fotoni possono scambiare informazioni a qualsiasi distanza se fossero "entangled" a livello quantistico.

Per eseguire questo processo è necessario un canale di comunicazione convenzionale, senza il quale non possiamo leggere lo stato delle particelle aggrovigliate, motivo per cui tale "teletrasporto" non può essere utilizzato per trasmettere dati su distanze astronomiche. Nonostante questa limitazione, il teletrasporto quantistico è di grande interesse per fisici e ingegneri perché può essere utilizzato per trasmettere dati nei computer quantistici e per crittografare i dati.

Guidati da questa idea, gli scienziati hanno impigliato due coppie di fotoni nel laboratorio di Ngari e hanno trasmesso una delle quattro particelle "aggrovigliate" a bordo del Mo-Tzu usando un laser. Il satellite ha misurato contemporaneamente lo stato sia di questa particella che di un altro fotone che si trovava a bordo in quel momento, a seguito del quale le informazioni sulle proprietà della seconda particella sono state istantaneamente "teletrasportate" sulla Terra, cambiando il comportamento del "terreno " fotone entangled con la prima particella.

In totale, come affermano i fisici cinesi, sono riusciti a "impigliarsi" e teletrasportare oltre 900 fotoni, il che ha confermato la correttezza del "Mo-Dzy" e ha dimostrato che in linea di principio è possibile il teletrasporto quantistico "orbitale" a due vie. In modo simile, come notano gli scienziati, è possibile trasmettere non solo fotoni, ma anche qubit, cellule di memoria computer quantistico e altri oggetti del mondo quantistico.

Esperimenti di teletrasporto quantistico completati con successo in Cina e Canada

© СС0

In Cina e Canada, sono stati condotti con successo esperimenti per condurre il teletrasporto quantistico su una distanza di oltre otto chilometri. Questi esperimenti nelle condizioni della città sono stati condotti indipendentemente da scienziati dei due paesi.

Secondo il South China Morning Post, in precedenza tali esperimenti venivano effettuati solo in condizioni di laboratorio. Il teletrasporto quantistico è la trasmissione a distanza di uno stato quantistico della materia, che viene distrutta nel punto di invio e quindi ricreata nel punto di ricezione senza un trasferimento diretto della particella stessa.

Un gruppo di ricercatori dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina ha teletrasportato fotoni su una distanza di 12,5 km nella città di Hefei (provincia di Anhui nella Cina orientale). Per questo sono state utilizzate reti in fibra ottica convenzionali.

Scienziati canadesi hanno condotto un esperimento simile nella città di Calgary (provincia sud-occidentale dell'Alberta) a una distanza di 8,2 km.

Gli specialisti dei due paesi hanno utilizzato approcci diversi. I cinesi, attraverso il loro canale, teletrasportavano solo due fotoni all'ora, ma con maggiore affidabilità. I canadesi, invece, sono stati in grado di trasmettere fino a 17 particelle al minuto, ma la loro tecnologia è meno precisa e presenta una serie di limitazioni per l'uso pratico.

L'anno scorso, gli scienziati americani sono riusciti a inviare un fotone su una distanza di oltre 100 km, ma solo all'interno del laboratorio - attraverso un cavo in fibra ottica avvolto a sua volta lì, riferisce

Numerosi blockbuster anni recenti, per la maggior parte, che sono adattamenti cinematografici di fumetti, sono saldamente radicati nella coscienza uomo moderno immagine del supereroe. Un supereroe è spesso una persona dall'aspetto ordinario che ha poteri soprannaturali ed è spesso costretta a condurre uno stile di vita riservato per questo motivo. Questi film sono così popolari, colorati e numerosi che per alcune persone il concetto di "supereroe" diventa un luogo comune. L'idea della realtà di tali eroi visita le persone sempre più spesso, quindi trame come il teletrasporto in Cina appaiono e sono molto popolari.

Superman sulla strada

Nell'autunno del 2012, uno dei principali successi del World Wide Web è stato un video che avrebbe registrato non solo un teletrasporto umano, ma un teletrasporto molto drammatico di due persone contemporaneamente. Il video pubblicato sull'hosting video di YouTube ha una durata di circa un minuto e sembra essere ripreso da una telecamera di sorveglianza stradale. L'ora degli eventi, a giudicare dalla tempistica nell'angolo in alto a sinistra, è poco dopo la mezzanotte del 9 maggio 2012. Il luogo degli eventi è uno degli incroci urbani o suburbani della Cina. Principale attori tre. Il primo è un camionista con un furgone Colore bianco, il secondo è un ciclista. Il terzo è un misterioso sconosciuto, il cui volto non è visibile a causa dell'ampio cappuccio. In termini di fisico, questo chiaramente giovane può essere sia un maschio che una femmina.

Gli eventi nel video si svolgono come segue. Dopo diverse auto di passaggio, sullo sfondo appare un camion, che prende gradualmente velocità. Mentre si avvicina, un ciclista emerge da una zona buia sulla sinistra lungo una strada laterale. Le traiettorie e le velocità del camion e del ciclista sono tali che una collisione sembra inevitabile e le conseguenze per il conducente di un veicolo più leggero si preannunciano fatali. Ma qui nella zona oscurata destra dello schermo c'è del movimento: una silhouette rapida e sfocata si sta avvicinando al luogo della collisione imminente. All'ultimo momento, la silhouette si delinea più chiaramente e lo spettatore vede un uomo che afferra un ciclista quasi sotto le ruote stesse dell'auto. Dopodiché, lo sconosciuto, il ciclista e la bici scompaiono letteralmente e il camion inizia a frenare. L'auto non si è ancora completamente fermata quando, all'estrema destra dello schermo, proprio nella parte illuminata della strada, compare un gruppo di due persone e una bicicletta. Lo sconosciuto rilascia il salvato, mentre le sue mani brillano intensamente. Si getta un cappuccio sopra la testa e si allontana di corsa. In questo momento un ciclista visibilmente scosso si siede sul marciapiede senza forze, un camionista che è uscito e non trova nulla sulla carreggiata si sta dirigendo verso di lui.

È facile ingannare coloro che sono contenti di essere ingannati

Il teletrasporto umano in Cina, soprattutto registrato su video e inoltre in tali circostanze cinematografiche, è diventato molto rapidamente noto e ha ottenuto milioni di visualizzazioni sull'hosting video. Sono subito iniziate vivaci discussioni sul fatto che il video fosse reale o se fosse uno scherzo di alcuni specialisti degli effetti visivi. È curioso che ci fossero molti sostenitori della realtà del teletrasporto osservata sul set. Sono emerse immediatamente anche peculiari "fanfiction" - sono state inventate trame per creare la storia di una ragazza supereroe (il personaggio femminile sembrava più intrigante e impressionante alla maggior parte del pubblico), per rivelare le ragioni che l'hanno spinta a nascondere i suoi superpoteri e simili.

Ma c'erano molti critici scettici e hanno letteralmente scomposto il video letteralmente a pezzi. Molti argomenti razionali sono stati addotti a favore del fatto che la trama, messa in scena, reca evidenti tracce dell'uso Software per la conversione di materiale video e presenta anche evidenti difetti logici. In primo luogo, allertato proprio il verificarsi di un incidente potenzialmente mortale: contrariamente al costume, il camion, in avvicinamento all'incrocio, non ha rallentato, ma ha preso velocità, come a creare le condizioni per una scena drammatica. Sospetto anche il sospetto del ciclista: ha guidato con sorprendente calma proprio sotto le ruote, senza cambiare velocità e senza nemmeno girare la testa nell'attraversare la strada principale, dove deve cedere il passo alla priorità del traffico. Non tutto è in ordine con l'autista del camion: il filmato mostra chiaramente che la persona che è scesa dal taxi è vestita con una maglietta o una maglietta bianca brillante. Ma in una cabina abbastanza ben illuminata durante la frenata, non solo non è visibile nulla di luminoso, ma non c'è alcun guidatore.

Per quanto riguarda la persona misteriosa con la capacità di teletrasportarsi e teletrasportare gli altri, non è nemmeno così "pulito". Innanzitutto, ci sono evidenti tracce di editing video nel suo "percorso energetico" durante una corsa ultraveloce sulla strada. La sua silhouette nel momento in cui afferra il ciclista è molto distinta, mentre la silhouette sfocata del suo movimento è ancora conservata. In secondo luogo, la scelta del punto finale del teletrasporto sembra molto strana. Le leggi della geometria, della fisica e della giusta logica dicono che la cosa più semplice e naturale sarebbe spostare il ciclista salvato nella direzione dello sconosciuto, cioè sul lato sinistro dello schermo, lontano dalla strada. Ma il teletrasporto succede con il vettore inverso, a destra - si scopre che lo sconosciuto ha fatto una specie di loop durante il teletrasporto, che non ha spiegazione. In secondo luogo, si insinua un vago dubbio in quanto l'apparizione di due persone che si teletrasportano e di una bicicletta sul lato destro della strada si spiega, per così dire, con una necessità scenica. È questa parte che è la più illuminata dell'intera scena, quindi per ottenere il massimo dramma, per osservare lo stato di shock del salvato, le mani luminose del salvatore e la sua rimozione nell'oscurità, è più adatto. La totalità di tutte queste osservazioni e ragionamenti porta alla conclusione che questo teletrasporto è piuttosto creativo, ma pur sempre una bufala.

Aleksandr Babitsky

Sistema per la preparazione di stati entangled e stati trasferibili per il teletrasporto

Il team della missione del QUESS Quantum Communications Satellite (aka "Mo-Tzu") ha riportato il primo successo nel teletrasporto di fotoni dalla superficie terrestre in orbita. Nell'ambito di un esperimento di un mese, i fisici sono riusciti a teletrasportare 911 fotoni su una distanza compresa tra 500 e 1.400 chilometri. Queste sono distanze record per il teletrasporto quantistico. Il preprint dello studio è pubblicato sul server arXiv.org, brevemente riportato dal MIT Technology Review.

Il teletrasporto quantistico consiste nel trasferire lo stato quantistico di una particella a un'altra senza trasferire direttamente la prima particella nello spazio. Per teletrasportarsi, ad esempio, la polarizzazione di un fotone richiederebbe una coppia di particelle quantistiche entangled. Una delle particelle entangled deve essere conservata dal mittente dello stato quantistico e la seconda dal ricevitore. Quindi il mittente effettua una misurazione contemporaneamente sulla particella trasmessa e su una delle particelle della coppia entangled. L'entanglement quantistico è progettato in modo tale che due particelle si comportino come un sistema- una particella aggrovigliata al destinatario sente che è stata effettuata una misurazione con la sua coppia e cambia il suo stato. Conoscendo il risultato della misurazione dal lato del mittente (può essere inviato tramite il solito canale), puoi ottenere una copia esatta della particella inviata - immediatamente al destinatario. Puoi leggere di più su questo nel nostro materiale sull'alfabeto quantistico: "".

In precedenza, la distanza per il teletrasporto era limitata a decine di chilometri: nel 2012 i fisici austriaci hanno teletrasportato gli stati dei fotoni tra La Palma e Tenerife (143 chilometri). Il nuovo lavoro supera questo traguardo e lo migliora più volte.

Uno dei compiti principali per il teletrasporto - la distribuzione di fotoni entangled tra il mittente (sulla Terra) e il destinatario (satellite) - è già stato risolto dai fisici. Il lavoro sulla creazione di una coppia intrecciata divisa per 1200 chilometri era sulla rivista di un mese fa Scienza. Con l'uso di queste coppie, restava solo da dimostrare sperimentalmente il teletrasporto stesso.

Schema sperimentale

Ji-Gang Ren et al. / arXiv.org, 2017

V nuovo lavoro Gli autori hanno utilizzato un generatore di fotoni entangled installato non su un satellite, ma sulla Terra, presso l'Osservatorio di Ngari (Tibet). Ha creato oltre quattromila coppie entangled al secondo, di cui un fotone inviato come raggio laser a un satellite che volava sopra il generatore ogni mezzanotte. In primo luogo, gli scienziati lo hanno dimostrato entanglement quantistico viene immagazzinato tra la Terra e il satellite, quindi effettua il teletrasporto della polarizzazione del fotone. In effetti, per testare in modo affidabile il teletrasporto, gli scienziati dovevano creare non una, ma due coppie di fotoni entangled contemporaneamente.

Le perdite maggiori sono state associate alla turbolenza e alla disomogeneità dell'atmosfera terrestre. Questi effetti portano all'allargamento del raggio di fotoni entangled e alla loro dispersione - e quindi meno particelle raggiunge il satellite.

In totale, 911 particelle sono state teletrasportate con successo e durante l'intero esperimento sono state preparate e trasmesse milioni di coppie di fotoni. Gli autori notano che la precisione del teletrasporto raggiunge l'80 percento e le perdite vanno da 41 a 52 decibel (un fotone vola su 100 mila). Se un segnale simile viene trasmesso su una fibra ottica di 1200 chilometri con un livello di perdita di 0,2 decibel per chilometro, ci vorrà 20 volte più tempo per trasmettere anche un singolo fotone rispetto alla vita dell'universo.

Il teletrasporto quantistico è uno dei metodi importanti di trasmissione dei dati nelle telecomunicazioni quantistiche. È necessario per lo sviluppo di una "Internet quantistica" globale con canali di comunicazione idealmente protetti (a livello di leggi fisiche che vietano la clonazione di stati quantistici). Protocolli dell'anno scorso per il teletrasporto quantistico della fisica su linee in fibra ottica urbane.

Vladimir Korolev

15 gennaio 2016, 17:30:49

Il futuro teletrasporto è solo la prima fase di tutta una serie di esperimenti.

Foto: Saraeva

Vladivostok, IA Primorye24. La prossima estate, gli scienziati cinesi stanno pianificando di condurre il primo esperimento di teletrasporto quantistico al mondo, riferisce Versiya.

La distanza dichiarata su cui si muoveranno le particelle è di 1200 chilometri Nature News racconta i piani degli scienziati del Celeste Impero. È noto che, come parte del test, gli specialisti lanceranno un satellite vicino alla Terra nel giugno di quest'anno. Fungerà da collegamento tra le due stazioni terrestri.È noto che gli esperti prevedono di inviare particelle dalla Cina a Vienna. Prima di lanciare il cosiddetto "teletrasporto", gli scienziati scopriranno quanto sia affidabile la connessione crittografica tra le città Il satellite fungerà da teletrasporto: è lui che eseguirà il movimento senza contatto dei fotoni. La distanza tra le stazioni in Europa e in Cina è di oltre 1200 chilometri Il successo del test, secondo gli scienziati, è fuori dubbio. Il fatto che il teletrasporto quantistico può essere effettuato su qualsiasi distanza, comprese le maggiori distanze, è diventato noto a metà del secolo scorso.

Secondo i fisici, il futuro teletrasporto di particelle dalla Cina all'Europa tramite un satellite è solo la prima fase di tutta una serie di esperimenti. In futuro, gli scienziati hanno in programma di condurre un esperimento simile con la partecipazione di stazioni sul satellite, sulla Terra e sulla Luna.Il processo di teletrasporto quantistico è il trasferimento dello stato quantistico di determinate particelle a qualsiasi distanza. Per la sua implementazione, gli specialisti prendono una particella quantistica accoppiata e la dividono in condivisioni. Secondo le regole della meccanica quantistica, nel caso di separazione di particelle accoppiate l'una dall'altra, ciascuna delle azioni conserva informazioni sul suo partner.Uno studio simile è già stato condotto da dipendenti di un'università americana. Sono riusciti a effettuare il teletrasporto quantistico per 102 chilometri. Per eseguire il processo, gli esperti non hanno utilizzato un satellite, ma una fibra ottica.Nonostante il fatto che i fotoni accoppiati fossero separati da più di cento chilometri, un cambiamento nello stato di uno di essi ha influenzato l'altro