Vastupidiselt klassikalise mehaanika seadustele oleme õppinud edastama teavet kiiremini kui valguse kiirus. RIA Novosti uuris, kuidas vutid vahetavad andmeid ja miks on võimatu materiaalset objekti teleportida.
Salapärane kvantmaailm
Kvantmaailmas mõõdetakse teavet juppidena. Erinevalt klassikalistest bittidest on nad võimelised viibima samaaegselt kahes olekus - loogilises null- ja ühes olekus - kuni nad on mõõdetud või pigem loetud teave.
Kvartsi rolli mängib kahe energiatasemega tehisaatom. Kui aatom on madalamal energiatasandil, on süsteemi olek loogiline null, ülemisel - loogiline. Füüsiliselt võib kbit olla kehastatud footoniks, molekuliks, iooniks, aatomiks, kvantpunktiks - kõiges, mis kiirgab ja neelab elektromagnetilise energia kvante. Näiteks on ülijuhtivad jupid ülimadalate temperatuurideni jahutatud õhukestest metallikihtidest koosnev elektriskeem, mille vahel tunnevad elektronide paarid läbi õhukeste isolaatori kihtide.
Kuna me räägime kvantmaailmast, siis on võimatu öelda, millises olekus on elektron kvartsis igal ajahetkel. See avab võimalused teleporteerimiseks - millegi edastamiseks kosmoses.
„Kvantteleporteerimiseks on vaja kolme ülipositsioneerunud juppi. Ütleme nii, et peame teabe edastama esimesest elemendist kolmandasse ja nad ei tohiks omavahel suhelda, see tähendab, et nad ei tohiks olla lähedal. Siis takerdutakse kolmas ja teine kvitt loogilise operatsiooni abil - nende olekud muutuvad üksteisest sõltuvaks ja neid endid nimetatakse takerdunuteks. Ja kui ühe neist olekut mõõdetakse, siis on teise olek automaatselt vastupidine. See on nagu mustade ja valgete pallide viskamine kasti ja siis ühe juhusliku väljatõmbamine: teise värvi saab teada 100% tõenäosusega, ütleb NUST MISISe superjuhtivate metamaterjalide labori insener Ilja Besedin.
Siis peab teine kvbit suhtlema esimesega. Neil on võimalik vestelda kaks peamist viisi. Esiteks muudetakse ühe aatomi resonantssagedust nii, et see langeks kokku teise aatomi sagedusega, mille järel ergastus ühelt teisele läheb elektrivälja kaudu. Teine võimalus on see, et süsteem puutub kokku mikrolainekiirgusega, nii et ühe aatomi neeldumistegur sõltub teise olekust. Pärast seda, kui jupid on "rääkinud", loetakse nende olekut.
Reklaamvideo:
Tegelikult muutuvad kvoodid sellel hetkel teadaoleva informatsiooniga klassikalisteks bittideks. Seejärel viiakse loogiline operatsioon läbi kolmandal kvabitil ja see osutub esimese olekuks. Tuletame meelde, et esimene ja kolmas osavõistlus pole kunagi omavahel suhelnud, välja arvatud kaudne "suhtlus" teise kvbi kaudu. Lisaks oli kolmas kontaktis teisega, enne kui ta esimesega teavet vahetas.
Segaduses? Kujutage siis ette, et saite eksamiks A ja jagasite oma isaga oma rõõmu. Siis läksid nad mu ema juurde ja rääkisid talle sama asja. Ja ta ütles sulle, et ta kriimustas autot. Ja pärast teie vestlust saab isa tundmatul viisil sellest hädast teada. Kvantmehaanikat on keeruline mõista - parem on lihtsalt oma seadustega leppida.
Relatiivsusteooria üle ei saa vaielda
Kvantteleportatsiooni abil saab teavet edastada pikkade vahemaade tagant. Senine rekord kuulub Hiina teadlastele, kes saatsid andmeid Maalt satelliidile üle 1400 kilomeetri. Veelgi enam, jänesed vahetavad andmeid kohe, isegi kiiremini kui valguse kiirus.
Teadlased on seda kinnitanud, mõõtes samaaegselt kahe takerdunud vutti olekut erinevates kohtades. Selgus, et nad tõesti tunnevad üksteise muutusi kiiremini kui valgus liigub.
Kvbitist teabe eraldamiseks tuleb see dekodeerida klassikaliste bittide abil, mille edastuskiirus ei tohi ületada valguse kiirust. Ehkki kvantmaailm pakub uskumatuid võimalusi, ei saa inimesed oma klassikalise olemuse tõttu mõnikord neid täielikult ära kasutada.
“Kuid kvantteleportimine sobib suurepäraselt krüpteeritud andmete edastamiseks. Muidugi saab teavet krüpteerida ka klassikaliste algoritmide abil. Kuid sellel meetodil on nõrkus: võtmevahetus. Piisava arvutusvõimsuse korral saab pealtkuulatud krüptimist alati lugeda,”ütleb ekspert.
Ja kvantteleportatsioonil põhinevad protokollid võimaldavad teil matemaatiliselt tõestada, et kvantjoont ei koputata. Niipea, kui kõrvalseisja sellega ühendub, halveneb kvant oleku ülekandmise kvaliteet märkimisväärselt, hoolimata sissetungija tehnilisest varustusest. Ja mõlemad pooled avastavad kohe, et nende vestlus pole enam privaatne.
Kas teleporteerimist ei toimu?
Sõbraga naljaka video jagamiseks vajate mõlemad arvutit või nutitelefoni. Sama on andmete kviteerimise teel teleportimisega: oleku edastamiseks vajate saatja ja vastuvõtja qubitit, mis asuvad juba õiges kohas. See tähendab, et enne andmete saatmist peate objekti, kes selle vastu võtab, füüsiliselt teisaldama. Ja seni saame seda teha ainult klassikalisel viisil: mööda tuntud trajektoori - punktist "A" punkti "B". Ja mitte mingil juhul kohe.
Ja kuidas on lood mis tahes materiaalse objekti - näiteks inimese - teleporteerimisega? Lõppude lõpuks koosneb mateeria lõppkokkuvõttes aatomitest, see tähendab kvantisüsteemidest, mille vahel on teabe edastamine võimalik. Selleks peate andmeid kõigi keha aatomite kohta teleportima teistesse aatomitesse, mis asuvad teises kohas, ja seeläbi inimene uuesti luua.
Kuid iga üleandmistoimingu jaoks on vaja keerulisi tehnilisi seadmeid. Umbes 70 kilogrammi kaaluv inimene sisaldab 6,7 * 1027 aatomit. Kõigi osakeste kohta 100% -lise täpsusega teavet on uskumatult keeruline edastada - ja praegu pole see tehniliselt teostatav. Materiaalse objekti teleportimine on siiski liiga atraktiivne ülesanne, millest keelduda.
