Kuantum ışınlanma: büyük buluşlar-bilim adamları, fizikçiler

Tarihli:

2019-06-02 09:30:23

Görünümler:

752

Verim:

1İstemek 0Sevmeme

Pay:

Table of contents:

Kuantum ışınlanma biridir en önemli protokolleri kuantum bilgi. Temel fiziksel kaynak dolanması, hizmet verdiği ana unsuru farklı bilgi, görev ve temsil eden önemli bir bileşen parçası kuantum teknoloji önemli bir rol oynarken, gelecekteki gelişimi, kuantum hesaplama, ağ ve iletişim.

Bilim kurgu açmadan önce bilim adamları

Geçti zaten en fazla iki yıl açılışından bu yana, kuantum ışınlanma, hangi, belki de, en ilginç ve heyecan verici bir sonuç «yabancılık» kuantum mekaniği. Önce yapılmış bu büyük bir keşif, bu fikir bir zamanlar bilim kurgu. İlk icat 1931 yılında Charles H. Fort terim «ışınlanma» o zamandan beri belirtmek için kullanılan bir işlemi sayede bir vücut ve nesneleri geçirilen başka bir yerden, aslında aşarak arasındaki mesafe.

1993 yılında yayınlanan bir makale ile açıklama protokol kuantum bilgi, doktorluk adı «kuantum ışınlanma» bölünmüş bir kaç yukarıda listelenen belirtileri. İçinde bilinmeyen bir durum, fiziksel bir sistem olarak ölçülür ve daha sonra çalınır ya da «yeniden gidiyor» uzak bir yerde (fiziksel öğeleri, kaynak sistem kalır yerinde bir transfer). Bu işlem için klasik iletişim araçları ve ortadan tam yol ileri iletişim. Bunun için gerekli kaynak dolanması. Aslında ışınlanma gibi görülebilir protokolü kuantum bilgi, en net bir şekilde gösteriyor hava dolanması: onun varlığı olmadan böyle bir durumu aktarmak mümkün olmazdı kanunlar çerçevesinde halka açıklar, kuantum mekaniği.

kuantum ışınlanma

Işınlanma aktif bir rol oynamaktadır gelişiminde bilim hakkında bilgi. Bir yandan, bu kavramsal protokolü oynayan gelişmesinde önemli bir rol resmi kuantum bilgi teorisi, diğer bir temel bileşeni birçok teknoloji. Bir kuantum tekrarlayıcı – önemli bir unsur iletişim uzun mesafelerde. Işınlanma kuantum anahtarları, bilgisayar tabanlı ölçüm ve kuantum ağ – hepsi onun türevleri. Kullanılır ve olarak basit bir öğrenme aracı «aşırı» fizik ile ilgili zaman eğrileri ve buharlaşan kara delikler.

Bugün, kuantum ışınlanma teyit laboratuvarlarda tüm dünyada kullanarak birçok farklı yüzeylerde ve teknoloji dahil olmak üzere, fotonik cubit, nükleer manyetik rezonans, optik mod, grupların atomları tuzak atomları ve yarı iletken sistemleri. Olağanüstü sonuçlar elde edildi alanında menzilli ışınlanma olacak deneyler uydu. Ayrıca, girişimleri başladı yakınlaştırma daha karmaşık sistemleri.

Işınlanma cubit

Kuantum ışınlanma, ilk kez belgelenen dubleks sistemleri, sözde cubit. Protokol düşünen iki uzak tarafında, toplu olarak, Alice ve Bob, paylaşan 2 кубита ve İçinde bulunan saf karışık durumda olduğunu, olarak da bilinir, çift, Bella. Giriş Alice verilir başka bir qubit, bir olan durum ρ bilinmiyor. Daha sonra gerçekleştirdiği ortak bir kuantum ölçümü denilen bir algılama Bella. Bu limanlar ve ve Ve dört bir durumları Bella. Sonuç olarak, devlet giriş кубита Alice ölçerken kaybolur ve qubit Bob B aynı anda yansıtılan PKρPK. Son aşamada protokol Alice iletir klasik bir sonuç ölçüm Bob uygulayan bir operatör Pauli PK için kurtarma ρ.

Başlangıç durumu кубита Alice kabul bilinmeyen, aksi takdirde protokol aşağı kaynar onu uzak ölçülebilir. Ayrıca, bu başlı başına bir parçası olabilir daha büyük bir bileşik bir sistem, bölünmüş, üçüncü taraf (bu durumda, başarılı bir ışınlanma gerektirir çalma tüm korelasyonlar bu bir üçüncü taraf).

keşifler bilim adamlarının

Tipik bir deney, kuantum ışınlanma alır özgün durumu temiz ve ait sınırlı alfabe, örneğin, altı polonyalılar küre Piresi. Varlığında uyumsuzluk kalitesi yeniden durum olabilir rakamlarla ifade edilen doğruluk ışınlanma F &ısın; [0, 1]. Bu hassas durumlar arasındaki Alice ve Bob, ortalama tüm sonuçlarını algılama Bella ve özgün bir alfabe. Değerler için doğruluğu vardır yöntemler geçirmek несовершенную ışınlanma olmadan cılk bir kaynak.Örneğin, Alice doğrudan ölçmek için kendi orijinal durumuna gönderme sonuçları Bob hazırlamak için, bir sonuç durumu. Böyle bir strateji ölçüm-eğitim denir «klasik ışınlanma». O maksimum hassasiyet FClass = 2/3 için rasgele giriş durumu, eşdeğer alfabetik karşılıklı несмещенных gibi durumların altı kutuplu bir küre Piresi.

Bu nedenle, açık bir işareti kullanımı kuantum kaynak, değer, doğruluk, F> FClass.

deney kuantum ışınlanma

кубитом tek

Iddia ettiği Gibi kuantum fiziği, ışınlanma ile sınırlı değildir кубитами, içerebilir çok boyutlu bir sistem. Her son ölçüm d formüle edilebilir ideal düzeni ışınlanma kullanarak temel imkanlar karışık vektörler bir durum elde edilebilir, belirli imkanlar cılk durumu ve temeli {UK} üniter operatörler, tatmin edici, tr(UJ UK) = dδJ,k. Böyle bir protokol oluşturmak için herhangi bir конечноразмерного гильбертового alanı t. m. ayrık değişkenler sistemleri.

Ayrıca, kuantum ışınlanma yayılabilir ve tüm sistemi sonsuz гильбертовым alanı adı verilen sürekli değişken sistemler. Genellikle uygulanan optik бозонными mods, bir elektrik alanı olan tarif квадратурными operatörleri.

Hız ve belirsizlik ilkesi

Ne hız, kuantum ışınlanma? Bilgi transfer hızı, benzer hızları aynı miktarda klasik – belki de ışık hızında. Teorik olarak, o-ebilmek var olmak kullanılmış bu şekilde, ne kadar klasik değil – örneğin, kuantum hesaplama, veri mevcut sadece alıcıya.

İhlal olup olmadığını kuantum ışınlanma belirsizlik ilkesi? Geçmişte fikir ışınlanma çok ciddi algılandı bilim adamları, inanıyordu çünkü o ilkesini ihlal eden, yasaklayan herhangi yerleştirilmiştir veya tarayarak çağrıldı işleme almak, tüm bilgileri bir atom veya başka bir nesne. Belirsizlik ilkesine göre, daha doğrusu bir nesne taranır, ve daha fazla onun etkisi tarama işlemi, noktasına ulaşıncaya kadar, ne zaman, özgün nesne durumu bozulmuş bir dereceye kadar, daha fazla alamaz, yeterli bilgilerin bir kopyasını oluşturmak için. Bu ikna edici geliyor: eğer bir kişi alamıyor bilgi nesnesi oluşturmak için mükemmel bir kopyası, en son yapılmış olamaz.

kuantum fiziği ışınlanma

Kuantum ışınlanma aptallar için

Ama altı bilim adamı (Charles Bennett, Gilles Брассар, Claude Крепо, Richard Джоса, Asher Peres ve William Вутерс) atlamak için bir yol buldum bu mantığı kullanarak, ünlü ve paradoksal bir özelliği, kuantum mekaniği olarak bilinen bir etkisi Einstein-Podolsky-Rosen. Onlar için bir yol bulduk taramak bilgi parçası телепортируемого, nesnenin geri kalanı onaylanmamış kısmı üzerinden anlatılan bir etki iletmek için başka bir nesne ile temas Ve asla пребывавшему.

Daha sonra, uygulayarak C maruz kalma, bağımsız taranan bilgileri girin durumuna Ve tarama. Kendisi De zaten yanlış bir durum, tamamen değişmiş bir süreç için tarama, bu nedenle varılan bir ışınlanma yerine çoğaltma.

Mücadele menzili

  • İlk kuantum ışınlanma gerçekleştirildi 1997'de hemen hemen aynı anda, bilim adamları, Innsbruck Üniversitesi ve Roma Üniversitesi. Deney sırasında kaynak foton sahip, polarizasyon, ve bir çiftler karışık foton geçirmiş değiştirmek için, bu nedenle, ikinci bir foton var kutuplaşmayı kaynak. Bu iki foton vardı, üzerinde bir mesafe.
  • 2012'de düzenlenen olağan kuantum ışınlama (Çin, bilim ve teknoloji Üniversitesi) ile bir dağ gölü mesafe 97 km uzaklıktadır. bir Takım bilim adamları, Şanghay liderliğindeki Juan Иинем geliştirmeyi başardı düşündüren bir mekanizma izin tam olarak hedef bir demet.
  • Aynı yılın eylül ayında gerçekleştirildi kayıt kuantum ışınlanma 143 km uzaklıktadır. Avusturyalı bilim adamları bilimler Akademisi Avusturya ve Viyana Üniversitesi önderliğinde Anton Цайлингера başarıyla geçti kuantum durumu arasında iki Канарскими adalar La Палма ve Tenerife. Deneyde kullanılan iki optik iletişim hatları açık bir alanda, квантумная ve klasik, frekans некоррелированная polarizasyon karışık bir çift foton kaynakları, сверхнизкошумные однофотонные dedektörleri ve birleştirilmiş saat senkronize.
  • 2015 yılında araştırmacılar, amerikan Ulusal standartlar enstitüsü ve teknoloji, ilk kez üretilen bilgi aktarımımesafe 100 km fiber optik kablolar. Bu mümkün, oluşturulan enstitüsü однофотонным детекторам kullanan bir süper iletken нанопровода, molibden silisid.

kuantum ışınlanma 143 km avusturyalı bilim adamları

Açıkçası, ideal bir kuantum sistem veya teknoloji henüz yok ve büyük keşifler gelecek hala gelecek. Ancak, denemek ve tanımlamak olası adaylar belirli alanlarda uygulama ışınlanma. Uygun onları melezleme sağlanan uyumlu veritabanı ve yöntemleri sağlamak için en umut verici bir gelecek için kuantum ışınlanma ve uygulamalar.

Kısa mesafe

Işınlanma, kısa bir mesafe (1 km) gibi alt kuantum hesaplama umut verici üzerinde yarı iletken cihazlar, daha iyi bir düzeni QED. Özellikle süper iletken трансмоновые qubits garanti детерминированную ve yüksek hassasiyetli ışınlanma çip üzerinde. Onlar da izin doğrudan akışını gerçek zamanlı olarak görünüyor sorunlu üzerinde fotonik cips. Ayrıca, onlar daha ölçeklenebilir bir mimari ile daha iyi bir entegrasyon mevcut teknoloji ile karşılaştırıldığında, daha önceki serileri gibi, yakalanan iyonlar. Şu anda tek dezavantajı bu sistemler, görünüşe göre, onların sınırlı bir zaman tutarlılık (<100 ıss). Bu sorun çözülebilir entegre devreler QED ile yarı iletken spin-ансамблевыми hücreler bellek (azot-замещенными boş ya da легированными nadir toprak elementler kristaller) sağlayabilir uzun zaman tutarlılık için kuantum veri depolama. Şu anda bu uygulama konusu uygulama büyük bir çaba bilimsel topluluk.

kuantum ışınlanma

Şehir bağlantı

Телепортационная iletişim ölçekte yer (kaç kilometre) ... ... ... ... geliştirilecek kullanarak optik mod. Yeterince düşük bir kayıp bu sistemi sağlamak için yüksek hız ve bant genişliği. Onlar-ebilmek var olmak genişletilmiş masaüstü uygulamaları sistemleri, orta menzilli, mevcut hava üzerinden veya fiber optik ile olası entegrasyonu ile ансамблевой kuantum bellek. Daha uzun bir mesafe, ama daha düşük hızlarda kullanılarak elde edilebilir hibrit bir yaklaşım ya da geliştirerek iyi bir tekrarlayıcı dayalı негауссовских süreçleri.

Uzak bağlantı

Междугородняя kuantum ışınlama (daha 100 km) etkin bir alandır, ama hala acı açık bir sorun. Qubits kutuplaşma – en iyi ortamları için düşük hız, ışınlanma, uzun, fiber optik iletişim hatları ve eter ile, ama şu anda protokol, вероятностным, eksik algılama Bella.

Rağmen вероятностная ışınlanma ve müdahil kabul edilebilir gibi görevler için damıtma karışıklığı ve kuantum kriptografi, ama bu kesinlikle farklı bir iletişim olduğu ön bilgiler olmalıdır tamamen korunur.

Eğer almak için bu olasılık karakteri, uydu uygulanması ulaşılabilecek modern teknoloji. Buna entegrasyonu teknikleri izlemek, temel sorun haline yüksek kayıplar расплыванием ışın. Bu aşılabilir bir yapılandırma, nerede dolanması dağıtıldı uydu karasal teleskoplar ile geniş bir diyafram. Düşündüren diyafram arkadaşı 20 cm 600 km yükseklikte ve 1 m diyafram teleskop ve yeryüzünde beklenebilir yaklaşık 75 db kayıp kanal downlink az 80 db kayıp zemin seviyesinde. Uygulama «toprak-uydu» ya da «uydu-uydu» daha karmaşık.

ihlal mi kuantum ışınlanma belirsizlik ilkesi

Kuantum hafıza

Ileride kullanmak ışınlanma bir parçası olarak ölçeklenebilir ağ doğrudan bağlıdır entegrasyonu ile kuantum bellek. Son olmalıdır olsun, verimlilik açısından bir dönüşüm arayüzü «radyasyon-madde», hassas okuma ve yazma, saklama süresi ve bant genişliği, yüksek hız ve kapasiteli bir depolama aygıtı. Öncelikle bu izin kullanmak tekrarlayıcılar genişleme için iletişim ötesinde, doğrudan iletim kodları kullanarak hata düzeltme. Gelişimi iyi, kuantum hafıza sayede sadece dağıtmak için karartılmış bir ağ ve телепортационную iletişimi, aynı zamanda bağlı idare saklı bilgi. Sonuçta, bu dönüşümü, ağ dünyaca dağıtık kuantum bilgisayar veya için bir temel gelecek tum ınternet.

Perspektif geliştirme

Atom toplulukları geleneksel olarak kabul edildi, çekici, onların verimli bir şekilde dönüşümü «ışık-madde» ve onların миллисекундных saklama ulaşabilirsiniz 100 ms için gerekli ışık iletimi, küresel ölçekte. Ancak daha ileriye dönük geliştirme bugün, ağır tabanlı yarı iletken sistemleri nerede mükemmel bir spin-ансамблевая kuantum hafıza, doğrudan entegre ve ölçeklenebilir bir mimari şema QED. Bu bellek sadece süreyi uzatmak tutarlılık zincir QED, ama aynı zamanda sağlamak için opto-mikrodalga arayüzü için взаимопревращения opto-telekomünikasyon vechip mikrodalga foton.

Bu nedenle, gelecek keşifler, bilim adamları kuantum internet, muhtemel dayalı uzun mesafe optik haberleşme, link ile yarı iletken düğümleri işlemek için kuantum bilgi.


Article in other languages:

AR: https://tostpost.com/ar/education/17536-quantum-teleportation.html

BE: https://tostpost.com/be/adukacyya/33752-kvantavaya-telepartacyya-vyal-k-ya-adkryccya-navuko-ca--f-z-ka.html

DE: https://tostpost.com/de/bildung/33430-quantenteleportation-die-gro-en-entdeckungen-von-wissenschaftlern-phys.html

En: https://tostpost.com/education/28517-quantum-teleportation-the-great-discoveries-of-physicists.html

ES: https://tostpost.com/es/la-educaci-n/33304-teleportaci-n-cu-ntica-grandes-descubrimientos-cient-ficos-f-sicos.html

HI: https://tostpost.com/hi/education/19170-quantum-teleportation-the-great-discoveries-of-physicists.html

JA: https://tostpost.com/ja/education/17195-quantum-teleportation-the-great-discoveries-of-physicists.html

KK: https://tostpost.com/kk/b-l-m/34063-kvantty-taldy-or-anda-balaba-sha-ashyldy-ly-ashu--alymdar-men-fizikter.html

PL: https://tostpost.com/pl/edukacja/35115-teleportacja-kwantowa-wielkie-odkrycia-naukowc-w-fizyk-w.html

PT: https://tostpost.com/pt/educa-o/34917-quantum-teletransporte-grandes-descobertas-de-cientistas-f-sicos.html

UK: https://tostpost.com/uk/osv-ta/34281-kvantova-teleportac-ya-velik-v-dkrittya-vchenih-f-zik-v.html

ZH: https://tostpost.com/zh/education/4186-quantum-teleportation-the-great-discoveries-of-physicists.html






Alin Trodden - makalenin yazarı, editör
"Merhaba, ben Alin Trodden. Metin, kitap okumak, yazmak ve Gösterimler için bak. Ve sana söylüyorum.kötü değilim. İlginç projelere katılmaktan her zaman mutluluk duyarım."

Yorumlar (0)

Bu makalede Yorum yok, ilk olmak!

Yorum ekle

İlgili Haberler

Noktalama işareti bu... Nelerdir noktalama işaretleri. Rol noktalama işaretleri

Noktalama işareti bu... Nelerdir noktalama işaretleri. Rol noktalama işaretleri

Herkes biliyor, ne noktalama işareti - nokta, virgül, soru ve ünlem işaretleri. Ve ne var ve neden ihtiyacım var?Varlıknoktalama İşareti - bu внеалфавитная grafik birimi, dil, yardımcı olan bir yapısı yazılı metin. Bunların kullan...

115 element Periyodik tablo: özellik

115 element Periyodik tablo: özellik

115 element Periyodik tablo – московий (moscovium) – сверхтяжелый sentetik bir element sembolü Mc ve atom numarası 115. O ilk alındığında 2003 yılında ortak bir ekip, rus ve amerikan bilim adamlarının Birleşik nükleer ...

Nüfusu Arap Emirlikleri. Hangi halklar yaşamaktadır Emirlikleri

Nüfusu Arap Emirlikleri. Hangi halklar yaşamaktadır Emirlikleri

Birleşik Arap Emirlikleri – müreffeh bir devlet, islam dünyasının. Biri dünyanın en zengin ve en güvenli ülkelerden sermaye olduğu, her geçen yıl daha fazla olur. Daha yapan yerel nüfus? Hangi halklar yaşıyor YAPILDI?bu ülke...

Nedir падежный soru? Падежный ve anlam soruları

Nedir падежный soru? Падежный ve anlam soruları

bir kelime Yok, rus dili cümlede bağımsız olarak var olamaz. İçin söz mantıklı, o bir ilişkisi olmalıdır onun tüm parçaları. Bu bağ denir sözdizimi oluşan yardım падежной sistemi, rus dili. Bu падежей on, ama okulda öğretilen altı...

İyi bir kafiye kelime

İyi bir kafiye kelime "samimi"

Birçok yazar, şiir yazmak, bazen, bir sorunla karşı seçimi созвучных kelime ve ifadeler. Kafiyeli bir «yakın» sık için gerekli derleme eser farklı konularda. Önemli düşünmek ve yazmak için bir kağıt taşıyıcı için fikir...

Nasıl bulmak yüksekliği yamuk?

Nasıl bulmak yüksekliği yamuk?

hayatımızda çok sık yüzleşmek zorunda kullanarak geometri uygulama, örneğin, inşaat. Arasında en sık görülen geometrik şekiller var ve yamuk. İçin proje başarılı oldu ve güzel, gerekli, doğru ve kesin bir hesaplama elemanları için...