Подписывайтесь на нас в соцсетях

fb.com/scientificatheism.org

Физикам Венского университета удалось впервые телепортировать фотоны, сохранив их в целости и сохранности, что в свою очередь означает новый серьезный шаг на пути к квантовой передачи информации на неограниченные расстояния.

Первая успешная телепортация единичного фотона была произведена в 1997 году. Годом позже ученым удалось телепортировать луч лазера. Однако тогда для того, чтобы убедиться в успешности операции, необходимо было напрямую детектировать фотоны. Регистрация фотонов возможна лишь через излучение, испускаемое при их взаимодействии с другими частицами, в результате чего фотоны переставали существовать. Сейчас же ученые заявляют, что они смогли достичь такой высокой точности эксперимента, что могут обойтись без того, чтобы регистрировать фотоны. Это означает, что телепортируемый фотон можно теперь использовать в качестве носителя информации.

Телепортация подразумевает, безусловно, не просто исчезновение фотона в одном месте и его появление в другом. Речь идет о передаче определенного состояния одного фотона другому, в данном случае поляризации.

Схема эксперимента выглядит следующим образом. Существует модулятор - лазер, генерирующий монохроматичный луч света, передатчик (традиционно его называют Алисой) и приемник (Боб).

Суть эффекта основана на так называемом связанном состоянии фотонов. В этом случае обе частицы описываются одной волновой функцией и ведут себя одинаково независимо от того, на каком расстоянии друг от друга они находятся (парадокс Подольского-Эйнштейна-Розена).

Луч лазера проходит через кристалл с нелинейными оптическими свойствами. При определенных условиях один фотон расщепляется на два с более низкими энергиями. Назовем их 2 и 3. 2 направляется в Алису, 3 в Боба. Эти два связанных фотона имеют противоположную поляризацию. Пучок лазера многократно отражается в кристалле для того, чтобы произвести еще одну связанную пару. Назовем их - 1 и 4. Фотоны 1 и 2 имеют одинаковую поляризацию, и фотоны 3 и 4 также имеют одинаковую поляризацию. 1 опять же направляется в Алису, 4 использовался ранее в качестве триггера для последующей регистрации.

Телепортация заключается в том, чтобы передать поляризацию фотона 1 фотону 3. Для этого исследователи меняют поляризацию фотона 2, что в свою очередь приводит к изменению поляризации связанного с ним фотона 3. В результате получается, что фотон 1 и фотон 3 имеют одинаковую поляризацию.

Другими словами, фотону 3 было телепортировано квантовое состояние несвязанного с ним фотона 1. Ученые уверяют, что точность эксперимента составляет 97%, пишет журнал PhysicsWeb.

Эксперименты по телепортации имеют огромное будущее. За ними стоит неограниченная дальность связи, возможность передавать информацию беспрепятственно в любом направлении, а также абсолютная ее безопасность, получше любой криптографии.