У китаї камера відео спостереження зняла "телепортацію" людини (відео). Китайці першими продемонстрували телепортацію на навколоземну орбіту Телепорт у Китаї правда чи ні

МОСКВА, 12 лип - РІА Новини.Фізики із Шанхаю заявили про успішне проведення першої "космічної" квантової телепортації, переправивши інформацію про стан частинки з квантового супутника "Мо-цзи" на станцію спостереження на Землі, йдеться у статті, розміщеній в електронній бібліотеці arXiv.org

"Ми заявляємо про першу квантову телепортацію одиночних фотонів з обсерваторії на Землі на супутник на навколоземній орбіті, віддалений від неї на 1400 кілометрів. Успішна реалізація цього завдання відкриває дорогу до наддальньої телепортації і є першим кроком на шляху до створення квантового інтернету", -Вей Пань (Jian-Wei Pan) з університету Шанхаю та його колеги.

Феномен квантової заплутаності є основою сучасних квантових технологій. Це явище, зокрема, грає важливу рольу системах захищеного квантового зв'язку - такі системи повністю виключають можливість непомітного "прослуховування" через те, що закони квантової механікизабороняють "клонування" стану частинок світла. В даний час системи квантового зв'язку активно розробляються в Європі, Китаї, США.

За останні роки вчені з Росії та зарубіжних країн створили десятки систем квантового зв'язку, вузли яких можуть обмінюватись даними на досить великих відстанях, що становлять близько 200-300 кілометрів. Усі спроби розширити ці мережі до міжнародного та міжконтинентального рівня зіткнулися з непереборними труднощами, пов'язаними з тим, як світло згасає під час руху через оптоволокно.

З цієї причини багато команд вчених замислилися про переведення систем квантового зв'язку на "космічний" рівень, обмінюючись інформацією через супутник, що дозволяє відновлювати чи посилювати "незримий зв'язок" між заплутаними фотонами. Перший космічний апарат такого роду вже є на орбіті - ним є китайський супутник "Мо-цзи", виведений у космос у серпні 2016 року.

Цього тижня Пань та його колеги розповіли про перші успішні експерименти з квантової телепортації, проведені на борту "Мо-Дзи" і на станції зв'язку в містечку Нгарі на Тибеті, побудованій на висоті чотири кілометри для обміну інформацією з першим квантовим супутником.

Квантова телепортація була вперше описана теоретично в 1993 році групою фізиків під керівництвом Чарльза Бенетта. За їхньою ідеєю, атоми або фотони можуть обмінюватися інформацією на будь-якій відстані в тому випадку, якщо вони були "заплутані" на квантовому рівні.

Для здійснення цього процесу необхідний звичайний канал зв'язку, без якого ми не можемо прочитати стан заплутаних частинок, через що таку "телепортацію" не можна використовувати для передачі на астрономічні відстані. Незважаючи на таке обмеження, квантова телепортація надзвичайно цікава фізикам та інженерам з тієї причини, що її можна використовувати для передачі даних у квантових комп'ютерах та для шифрації даних.

Керуючись цією ідеєю, вчені заплутали дві пари фотонів у лабораторії в Нгарі і передали одну з чотирьох "плутаних" частинок на борт "Мо-Дзи" за допомогою лазера. Супутник одночасно виміряв стан і цієї частки, і іншого фотона, який у цей момент був на його борту, внаслідок чого інформація про властивості другої частки миттєво "телепортувалася" на Землю, змінивши те, як поводився "наземний" фотон, сплутаний з першою часткою.

Загалом, як розповідають китайські фізики, їм вдалося "заплутати" та телепортувати понад 900 фотонів, що підтвердило коректність роботи "Мо-Дзи" та довело, що двостороння "орбітальна" квантова телепортація в принципі можлива. Подібним чином, як зазначають вчені, можна передавати не лише фотони, а й кубити, осередки пам'яті квантового комп'ютера та інші об'єкти квантового світу.

Майбутня телепортація – лише перший етап цілої серії дослідів.

Владивосток, ІА Примор'я24. Наступного літа китайські вчені планують провести перший у світі експеримент із здійснення квантової телепортації, повідомляє Версія.

Заявлена ​​відстань, на яку перемістяться частки, становить 1200 кілометрів. Відомо, що у рамках випробування фахівці у червні поточного року запустять навколоземний супутник. Він виступить сполучною ланкою між двома земними станціями. Відомо, що фахівці планують відправити частки з Китаю до Відня. Перед тим, як запустити так званий "телепорт", вчені збираються з'ясувати, наскільки надійним є криптографічний зв'язок між містами. У ролі телепорту виступить супутник - саме він здійснить безконтактне переміщення фотонів. Відстань між станціями в Європі та Китаї становить понад 1200 кілометрів. Успішність випробування, за словами вчених, не викликає сумніву. Те, що квантова телепортація може бути здійснена на будь-які, зокрема й найбільші відстані, стало відомо ще в середині минулого століття.

За словами фізиків, майбутня телепортація частинок із Китаю до Європи за допомогою супутника – лише перший етап цілої серії дослідів. Надалі вчені планують провести аналогічний досвід за участю станцій на супутнику, Землі та Місяці. Процес квантової телепортації – це передача квантового стану певних частинок на будь-яку відстань. Для його здійснення фахівці беруть спарену квантову частинку та поділяють її на частки. Згідно з правилами квантової механіки, у разі віддалення парних частинок одна від одної, кожна з часток зберігає інформацію про свого партнера. Аналогічне дослідження вже проводили співробітники американського університету. Їм вдалося здійснити квантову телепортацію на 102 кілометри. Для здійснення процесу фахівці використовували не супутник, а оптичне волокно.

МОСКВА, 12 лип - РІА Новини.Фізики із Шанхаю заявили про успішне проведення першої "космічної" квантової телепортації, переправивши інформацію про стан частинки з квантового супутника "Мо-цзи" на станцію спостереження на Землі, йдеться у статті, розміщеній в електронній бібліотеці arXiv.org

"Ми заявляємо про першу квантову телепортацію одиночних фотонів з обсерваторії на Землі на супутник на навколоземній орбіті, віддалений від неї на 1400 кілометрів. Успішна реалізація цього завдання відкриває дорогу до наддальньої телепортації і є першим кроком на шляху до створення квантового інтернету", -Вей Пань (Jian-Wei Pan) з університету Шанхаю та його колеги.

Феномен квантової заплутаності є основою сучасних квантових технологій. Це явище, зокрема, відіграє важливу роль у системах захищеного квантового зв'язку - такі системи повністю виключають можливість непомітного "прослуховування" через те, що закони квантової механіки забороняють "клонування" стану частинок світла. В даний час системи квантового зв'язку активно розробляються в Європі, Китаї, США.

За останні роки вчені з Росії та зарубіжних країн створили десятки систем квантового зв'язку, вузли яких можуть обмінюватись даними на досить великих відстанях, що становлять близько 200-300 кілометрів. Усі спроби розширити ці мережі до міжнародного та міжконтинентального рівня зіткнулися з непереборними труднощами, пов'язаними з тим, як світло згасає під час руху через оптоволокно.

З цієї причини багато команд вчених замислилися про переведення систем квантового зв'язку на "космічний" рівень, обмінюючись інформацією через супутник, що дозволяє відновлювати чи посилювати "незримий зв'язок" між заплутаними фотонами. Перший космічний апарат такого роду вже є на орбіті - ним є китайський супутник "Мо-цзи", виведений у космос у серпні 2016 року.

Цього тижня Пань та його колеги розповіли про перші успішні експерименти з квантової телепортації, проведені на борту "Мо-Дзи" і на станції зв'язку в містечку Нгарі на Тибеті, побудованій на висоті чотири кілометри для обміну інформацією з першим квантовим супутником.

Квантова телепортація була вперше описана теоретично в 1993 році групою фізиків під керівництвом Чарльза Бенетта. За їхньою ідеєю, атоми або фотони можуть обмінюватися інформацією на будь-якій відстані в тому випадку, якщо вони були "заплутані" на квантовому рівні.

Для здійснення цього процесу необхідний звичайний канал зв'язку, без якого ми не можемо прочитати стан заплутаних частинок, через що таку "телепортацію" не можна використовувати для передачі на астрономічні відстані. Незважаючи на таке обмеження, квантова телепортація надзвичайно цікава фізикам та інженерам з тієї причини, що її можна використовувати для передачі даних у квантових комп'ютерах та для шифрації даних.

Керуючись цією ідеєю, вчені заплутали дві пари фотонів у лабораторії в Нгарі і передали одну з чотирьох "плутаних" частинок на борт "Мо-Дзи" за допомогою лазера. Супутник одночасно виміряв стан і цієї частки, і іншого фотона, який у цей момент був на його борту, внаслідок чого інформація про властивості другої частки миттєво "телепортувалася" на Землю, змінивши те, як поводився "наземний" фотон, сплутаний з першою часткою.

Загалом, як розповідають китайські фізики, їм вдалося "заплутати" та телепортувати понад 900 фотонів, що підтвердило коректність роботи "Мо-Дзи" та довело, що двостороння "орбітальна" квантова телепортація в принципі можлива. Подібним чином, як зазначають вчені, можна передавати не лише фотони, а й кубити, осередки пам'яті квантового комп'ютера та інші об'єкти квантового світу.

Минулого року ракета Long March 2D вилетіла з пустелі Гобі і вивела супутник Мо-цзи на орбіту в точку, синхронну Сонцю, тому він щодня проходить шлях навколо Землі. Мо-цзи - це високочутливий супутник, призначений передачі квантової інформації. Він може виявити квантові стани окремих фотонів, випущених із поверхні нашої планети.

Сьогодні команда Мо-цзи анонсувала своє унікальне досягнення: їм удалося створити першу супутникову квантову мережу "земля – земля". Ця мережа була використана для телепортації першого об'єкта історія з Землі її орбіту. Телепортацією займаються вчені, які проводили експерименти в галузі оптичної фізики. Цей процес заснований на дивному феномені заплутаності, під час якого два фотони утворюють одну точку в часі та просторі. З технічної погляду вони описуються однією хвильової функцією.

Особливість квантової заплутаності полягає в тому, що ці два фотони існують в одній точці, навіть якщо між ними кілометри відстані. Таким чином, зміна стану одного миттєво позначається на стані іншого. Ще в 90-х роках минулого століття вчені зрозуміли, що можуть використовувати цей феномен для телепортації об'єктів з точки Всесвіту в іншу.

Ідея полягає в тому, щоб ">">

Ідея полягає в тому, щоб "завантажити" інформацію в один фотон, тоді інший стає ідентичним першому. Це і є телепортація

Такі експерименти багато разів проводилися в лабораторних умовах на Землі, але вперше вони були випробувані в міжзоряному просторі. Телепортація має велике значення для цілого спектра технологій, пов'язаних із квантовими мережами та обчисленнями.

Фактично не існує максимальної відстані для телепортації фотонів, але зв'язок, що створюється між ними, занадто тендітний і може зруйнуватися через появу в атмосфері або в оптоволокні сторонньої речовини. Щоб підтвердити свою теорію, вчені проводили експерименти постійно на більшій відстані, і ось вийшли на орбіту. Щоправда, для цього довелося збудувати станцію в Тибеті на висоті 4 тисячі метрів.

В рамках експерименту було створено заплутаних пар фотонів, які були запущені зі швидкістю 4000 м/с

Система для підготовки заплутаних станів і станів, що передаються до телепортації

Команда місії супутника квантового зв'язку QUESS (інакше "Мо-Цзи") повідомила про перші успіхи в телепортації фотонів із поверхні Землі на орбіту. У рамках місячного експерименту фізикам удалося здійснити телепортацію 911 фотонів на відстань від 500 до 1400 кілометрів. Це рекордні дистанції для квантової телепортації. Препринт дослідження опубліковано на сервері arXiv.org, коротко про нього повідомляє MIT Technology Review.

Квантова телепортація полягає у передачі квантового стану однієї частинки іншій частинці без безпосереднього перенесення першої частинки у просторі. Щоб телепортувати, наприклад, поляризацію фотона буде потрібно пара квантово заплутаних частинок. Одну із заплутаних частинок повинен тримати відправник квантового стану, а другу - одержувач. Потім відправник проводить вимірювання одночасно над частинкою, що передається, і однією з частинок заплутаної пари. Квантова заплутаність влаштована таким чином, що дві частки поводяться як єдина система- заплутана частка у одержувача відчуває, що з її парою провели вимір та змінює свій стан. Знаючи результат вимірювання на стороні відправника (його можна відправити по звичайному каналу) можна отримати точну копію частки, що відправляється - відразу у одержувача. Докладніше про це можна прочитати в нашому матеріалі квантової абетки: «».

Раніше відстань для телепортації обмежувалася десятками кілометрів - у 2012 році австрійські фізики телепортували стани фотонів між Ла Палма та Тенеріфе (143 кілометри). Нова робота долає цей рубіж та покращує його в кілька разів.

Одне з головних завдань для телепортації – розподіл заплутаних фотонів між відправником (на Землі) та одержувачем (супутником) – вже було вирішено фізиками. Робота зі створення заплутаної пари, розділеної на 1200 кілометрів, була місяць тому в журналі Science. З використанням цих пар залишалося лише експериментально продемонструвати телепортацію.

Схема експерименту

Ji-Gang Ren та ін. / arXiv.org, 2017

У роботі автори використовували генератор заплутаних фотонів, встановлений не так на супутнику, але в Землі, в обсерваторії Нгарі (Тибет). Він створював понад чотири тисячі заплутаних пар на секунду, один фотон з кожної вирушав променем лазера до супутника, який пролітав над генератором щоночі. Спочатку вчені показали, що квантова заплутаність зберігається між Землею та супутником, а потім провели телепортацію поляризації фотона. Насправді, для надійної перевірки телепортації вченим потрібно створювати не одну, а відразу дві заплутані пари фотонів.

Найбільші втрати пов'язані з турбулентністю і неоднорідністю атмосфери Землі. Ці ефекти призводять до розширення пучка заплутаних фотонів та їх розсіювання – а отже менше часток долітає до супутника.

Усього вдалося успішно телепортувати 911 частинок - а за час всього експерименту було підготовлено та передано мільйони фотонних пар. Автори зазначають, що точність телепортації сягає 80 відсотків, а втрати становлять від 41 до 52 децибелів (долітає один фотон зі 100 тисяч). Якщо передавати аналогічний сигнал по 1200-кілометровому оптоволокну з рівнем втрат 0,2 децибела на кілометр, то на передачу хоча б одного фотона піде час у 20 разів більший, ніж життя Всесвіту.

Квантова телепортація - одне з найважливіших методик передачі у квантової телекомунікації. Вона необхідна для розробки глобального «квантового інтернету» з ідеально захищеними каналами зв'язку (на рівні фізичних законів, що забороняють клонувати квантові стани). Минулого року протоколи квантової телепортації фізики на міських оптоволоконних лініях.

Володимир Корольов