Облако Тэгов

Квантовые технологии — рекордная дальность передачи информации

quantum

Китайские ученые установили рекордную дальность передачи информации с помощью квантовой запутанности. Рекорд дальности составил порядка 100 километров и был установлен при помощи запутанных фотонов. Ученые решили не останавливаться на достигнутом и в космос был запущен специализированный искусственный спутник Micius, позволив эффективно «телепортировать» информацию на расстояние уже в 1200 километров.

 

Альберт Энштейн охарактеризовал квантовую запутанность — одно из самых причудливых явлений квантовой механики —  «призрачное взаимодействие на расстоянии». Пары запутанных квантовых частиц связаны друг с другом таким образом, что изменение квантового состояния одной из частиц моментально воздействует на состояние второй частицы, несмотря на разделяющее их расстояние, которое может быть сколь угодно большим.

 

Технологии, основанные на использовании явления квантовой запутанности, позволяют моментально «телепортировать» информацию на практически неограниченные расстояния. Правда при этом нарушается один из принципов Общей теории относительности Эйнштейна, который определяет то, что ничто на свете, в том числе и информация, не может перемещаться быстрее скорости света.

 

Малые расстояния, на которые удавалось передавать квантовую информацию ранее, определялись тем, что квантовые эффекты и явления имеют хрупкую природу, они могут быть разрушены даже незначительным воздействием из окружающей среды. Поэтому исследователи старались максимально оградить фотоны от окружающей среды, «загнав» их внутрь оптоволокна. Квантовая связь по оптоволокну работала устойчиво на расстояниях до 100 километров, но, чем больше расстояние, тем выше шанс того, что передаваемые по оптоволокну фотоны потеряются или будут  искажены, что равносильно потере в данном случае.

 

Искусственный спутник Micius, который был запущен в рамках программы Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), является первым шагом на пути создания глобальной коммуникационной квантовой сети. Вместо оптоволокна в этой системе используются лучи специальных лазеров, постоянно генерирующих пары запутанных фотонов. Правда в данном случае возникает одна проблема, приемник и передатчик должны находиться постоянно на одной линии и быть ориентированы строго параллельно друг другу, что сделать весьма непросто, когда источник (спутник) движется с большой скоростью по круговой траектории.

 

"Взаимная ориентация квантового приемника и передатчика походит на попадание монетой с самолета, летящего на высоте 100 тысяч метров точно в щель копилки, которая, к тому же и вращается" — рассказывает Ван Джиэню (Wang Jianyu), руководитель проекта QUESS.

 

Тем не менее, китайские ученые успешно решили проблему синхронизации и тщательного взаимного ориентирования узлов квантового приемника и передатчика, что позволило передать запутанные фотоны на расстояние в 1200 километров, используя спутник в качестве промежуточной станции. "В данной работе нам удалось получить эффективность первой космической квантовой сети за счет распределения квантовой запутанности между двумя фотонами, в триллион раз превышающую эффективность лучших телекоммуникационных систем, использующих оптоволокно" — рассказывает Джиэн-Вей Пэн (Jian-Wei Pan), ведущий ученый проекта QUESS.

 

По мнению ученых, в будущем квантовые сети позволят создать не только более скоростные коммуникационные каналы, но обеспечить самый высокий уровень безопасности за счет запутанных фотонов, чрезвычайно чувствительных к любому внешнему вмешательству. В случае попытки перехвата передаваемых сигналов произойдет нарушение состояния квантовой запутанности и процесс «утечки» информации станет невозможным. О стороннем вмешательстве станет тут же известно абонентам на обоих концах квантового коммуникационного канала.

 

По материалам http://www.dailytechinfo.org