Un qubit intră într-un bar, nesigur dacă să comande băutura A sau băutura B. Dacă barmanul îl întreabă pe qubit ce vrea, qubitul se va prăbuși și va fi distrus. Dar acum cercetătorii pot teleporta instantaneu qubit-ul original, intact, într-un alt „bar” aflat la distanță.
Titluri Știri științifice, în căsuța dvs. de e-mail
Titluri și rezumate ale celor mai recente articole Știri științifice, livrate în căsuța dvs. de e-mail în fiecare joi.
multumim pentru inregistrare!
A apărut o problemă la înregistrarea dvs.
În 23 ianuarie Ştiinţă, o echipă raportează care este primul transfer de succes al unui qubit – un bit nehotărât de informații cuantice – între doi atomi încărcați larg separați. Deoarece informația cuantică sare instantaneu de la un atom la altul, fără a traversa niciodată spațiul dintre cei doi, oamenii de știință numesc transferul „teleportare”.
Capacitatea de a teleporta astfel de informații între atomi ar putea ajuta la dezvoltarea computerelor cuantice ultrarapide și a comunicațiilor cuantice extrem de sigure, subliniază cercetătorii.
„Problema cu informațiile cuantice este că nu o poți citi fără a o distruge”, spune coautorul studiului Steven Olmschenk, fizician la Universitatea din Maryland din College Park. „Cumva trebuie să-l trimiți dintr-un punct în altul fără să fi citit vreodată.”
Abonați-vă la Știri științifice
Primiți jurnalism științific excelent, de la cea mai de încredere sursă, livrat la ușa dumneavoastră.
Pentru a citi informațiile cuantice conținute într-un atom sau într-un foton, oamenii de știință trebuie să măsoare o anumită proprietate a acelei particule. Dar în lumea cuantică, măsurarea unei particule o modifică. Până când este măsurat, un atom sau foton poate rămâne într-o stare ambiguă a tuturor valorilor posibile simultan. Ori de câte ori este măsurată o particulă, totuși, acest interval de posibilități „se prăbușește” într-o singură valoare distinctă. Starea originală, neangajată, este pierdută și această capacitate de a păstra mai multe valori simultan le oferă qubitilor un astfel de potențial pentru calcularea de înaltă performanță.
Oamenii de știință au teleportat anterior qubiți nedistruși între fotonii de lumină și între fotoni și norii de atomi. Dar cercetătorii au căutat de mult să teleporteze qubiții între atomi îndepărtați. Viteza mare de călătorie a luminii face fotonii buni transportatori de informații, dar pentru stocarea informațiilor cuantice, atomii sunt o alegere mult mai bună, deoarece sunt mai ușor de păstrat.
„Este o mare problemă”, comentează Myungshik Kim, fizician cuantic la Universitatea Queen’s Belfast din Regatul Unit. „Pentru a stoca informații așa cum sunt în formă cuantică, trebuie să aveți o schemă de teleportare disponibilă între doi qubiți staționari. Apoi le puteți stoca și le puteți manipula mai târziu.”
Pentru a teleporta qubitul, echipa lui Olmschenk a legat mai întâi destinul a doi atomi de iterbiu încărcați, care au fost suspendați într-o cameră vid de câmpuri electrice. Zapping unul dintre atomi cu un impuls de microunde a excitat un electron în acel atom, punând astfel acel electron într-un amestec de două stări posibile. Apoi, cercetătorii au afectat fiecare atom cu un laser ultrarapid care a făcut ca fiecare atom să emită un singur foton de lumină. Lungimile de undă sau culorile acestor fotoni depindeau de stările în care se aflau electronii. Încrucișarea acestor fotoni într-un separator de fascicule împletea uneori stările acelor electroni, un fenomen cuantic bizar numit întanglement.
Când două particule se încurcă, identitățile lor cuantice separate sunt amestecate astfel încât o singură ecuație le reprezintă pe ambele. Așadar, încurcarea celor doi electroni a făcut ca qubitul original – amestecul necunoscut și nerezolvat a două stări posibile – să devină în mod esențial împărțit între cei doi atomi.
Cercetătorii au măsurat apoi primul atom, distrugând astfel informația cuantică delicată pe care o conținea și, de asemenea, distrugând încâlcirea. Asta a lăsat intact qubitul original doar în cel de-al doilea atom destinatar, completând teleportarea.
În timp ce lucrarea marchează o realizare fundamentală în manipularea informațiilor cuantice, Eugene Polzik, fizician la Institutul Niels Bohr din Copenhaga, observă că eficiența procedurii este încă prea scăzută pentru a fi utilă. În prezent, doar una din 100 de milioane de încercări are ca rezultat o încurcătură de succes, deși Olmschenk spune că această rată ar putea fi îmbunătățită semnificativ.
„Această eficiență foarte scăzută se datorează parțial unor motive tehnice”, cum ar fi o lentilă mică pentru captarea fotonilor eliberați de atomi și eficiența scăzută de detectare a acelor fotoni, comentează Polzik. „Este totuși o realizare spectaculoasă.”