Priešingai nei klasikinės mechanikos įstatymai, mes išmokome perduoti informaciją greičiau nei šviesos greičiu. „RIA Novosti“išsiaiškino, kaip kvotos keičiasi duomenimis ir kodėl neįmanoma teleportuoti materialiojo objekto.
- „Salik.biz“
Paslaptingas kvantinis pasaulis
Kvantiniame pasaulyje informacija matuojama kvotomis. Skirtingai nuo klasikinių bitų, jie sugeba vienu metu būti dviejose būsenose - loginėje nulio ir vienoje - tol, kol bus išmatuoti, tiksliau, bus perskaityta informacija.
Kvartito vaidmenį atlieka dirbtinis atomas, turintis du energijos lygius. Jei atomas yra žemesniame energijos lygyje, sistemos būsena yra logiška lygi nuliui, o viršutinė - loginė. Fiziškai kvbitą galima įkūnyti į fotoną, molekulę, joną, atomą, kvantinį tašką - visame kame, kas skleidžia ir sugeria elektromagnetinės energijos kvantas. Pavyzdžiui, superlaidžios kvotos yra elektros grandinė, sudaryta iš plonų metalo sluoksnių, atvėsintų iki labai žemos temperatūros, tarp kurių elektronų poros tuneliauja per plonus izoliatoriaus sluoksnius.
Kadangi mes kalbame apie kvantinį pasaulį, neįmanoma pasakyti, kurioje būsenoje yra elektronas, esantis kvbitėje kiekvienu laiko momentu. Tai atveria galimybes teleportuoti - perduoti ką nors erdvėje.
„Kvantiniam teleportavimui reikia trijų pozicijų. Tarkime, kad turime perkelti informaciją iš pirmojo elemento į trečiąjį, ir jie neturėtų sąveikauti, tai yra, jie neturėtų būti artimi. Tada trečioji ir antroji kvbitos yra įsipainiojamos naudojant loginę operaciją - jų būsenos tampa viena nuo kitos priklausomos, o pačios vadinamos įsipainiojusiomis. Ir jei išmatuojama vieno iš jų būsena, tada antrojo būsena automatiškai bus priešinga. Tai tarsi mesti nespalvotus rutulius į dėžę, o paskui vieną iš jų ištraukti atsitiktinai: antrosios spalva bus žinoma su 100% tikimybe “, - sako„ NUST MISIS “superlaidžių metamaterialų laboratorijos inžinierius Ilja Besedinas.
Tada antroji kvadratas turi sąveikauti su pirmuoju. Yra du pagrindiniai būdai, kaip priversti juos „kalbėtis“. Pirmiausia keičiamas vieno atomo rezonansinis dažnis taip, kad jis sutampa su kito atomo dažniu, po kurio sužadinimas iš vieno pereina į kitą per elektrinį lauką. Antrasis variantas yra tas, kad sistemą veikia mikrobangų spinduliuotė taip, kad vieno atomo sugerties koeficientas priklauso nuo kito būvio. Po to, kai kvietos „prakalbo“, skaitomos jų būsenos.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Tiesą sakant, šiuo metu kvotos virsta klasikinėmis bitėmis su žinoma informacija. Tuomet trečiajai kvbitai atliekama logiška operacija ir paaiškėja, kad ji yra pirmosios. Prisiminkite, kad pirmoji ir trečioji kvotos niekada nesikišo, išskyrus netiesioginį „bendravimą“per antrąją kvbitą. Be to, trečiasis turėjo kontaktą su antruoju, kol jis nesikeitė informacija su pirmuoju.
Sumišęs? Tada įsivaizduokite, kad gavote A egzaminą ir pasidalinote savo džiaugsmu su savo tėčiu. Tada jie nuėjo pas mano motiną ir pasakė jai tą patį. Ir ji jums pasakė, kad subraižė mašiną. Ir po jūsų pokalbio tėtis nežinomu būdu sužino apie šią bėdą. Kvantinę mechaniką sunku suprasti - geriau tiesiog susitaikyti su jos įstatymais.
Negalite ginčytis dėl reliatyvumo teorijos
Kvantinės teleportacijos pagalba informacija gali būti perduodama dideliais atstumais. Rekordas iki šiol priklauso Kinijos mokslininkams, kurie duomenis iš Žemės išsiuntė į palydovą daugiau nei 1400 kilometrų atstumu. Be to, pačios kvitai keičiasi duomenimis akimirksniu, net greičiau nei šviesos greitis.
Mokslininkai tai patvirtino tuo pat metu išmatuodami dviejų įsipainiojusių kvbitų būklę skirtingose vietose. Paaiškėjo, kad jie tikrai „jaučia“vienas kito pokyčius greičiau nei šviesos judesiai.
Norėdami išgauti informaciją iš kvbitos, ji turi būti iššifruota naudojant klasikinius bitus, kurių perdavimo sparta negali viršyti šviesos greičio. Taigi, nors kvantinis pasaulis suteikia neįtikėtinų galimybių, žmonės dėl savo klasikinio pobūdžio kartais tiesiog negali visapusiškai jais pasinaudoti.
„Bet kvantinis teleportacija yra puikus šifruotų duomenų perdavimui. Žinoma, informaciją taip pat galima užšifruoti naudojant klasikinius algoritmus. Tačiau šis metodas turi trūkumų: raktų mainai. Esant pakankamai kompiuterinės galios, perimamą šifravimą visada galima perskaityti “, - sako ekspertas.
O protokolai, pagrįsti kvantine teleportacija, leidžia matematiškai įrodyti, kad kvantinė linija nėra naudojama. Kai tik pašalinis asmuo prisijungia prie jo, kvantinės būsenos perdavimo kokybė žymiai pablogėja, nepriklausomai nuo krekerio techninės įrangos. Ir abi pusės iškart sužino, kad jų pokalbis nebėra privatus.
Ar nebus teleporto?
Jei norite pasidalyti juokingu vaizdo įrašu su draugu, jums abiems reikia kompiuterių ar išmaniųjų telefonų. Tas pats yra su duomenų teleportavimu tarp kvbitų: norint perduoti būseną, jums reikia siųstuvo ir imtuvo kvadratų, kurie jau yra tinkamoje vietoje. Tai yra, prieš siųsdami duomenis, turite fiziškai perkelti objektą, kuris juos gaus. Ir kol kas tai galime padaryti tik klasikiniu būdu: palei gerai žinomą trajektoriją - nuo taško „A“iki taško „B“. Ir jokiu būdu ne akimirksniu.
O kaip bet kokio materialiojo objekto, pavyzdžiui, žmogaus, teleportacija? Galų gale, galutinėje analizėje materiją sudaro atomai, tai yra kvantinės sistemos, tarp kurių gali būti perduodama informacija. Norėdami tai padaryti, turėsite teleportuoti duomenis apie visus kūno atomus į kitus atomus, esančius kitoje vietoje, ir tokiu būdu atkurti asmenį.
Bet kiekvienam perdavimo aktui reikalinga sudėtinga techninė įranga. Žmogui, sveriančiam apie 70 kilogramų, yra 6,7 * 1027 atomai. Neįtikėtinai sunku perduoti informaciją apie visas daleles 100% tikslumu - ir šiuo metu tai nėra techniškai įmanoma. Vis dėlto materialaus objekto teleportacija yra per daug patraukli užduotis atsisakyti.
