Η κβαντική τηλεμεταφορά έγινε πραγματικότητα
Κινέζοι ερευνητές κατάφεραν για πρώτη φορά να πραγματοποιήσουν κβαντική τηλεμεταφορά μεταξύ δύο μακροσκοπικών αντικειμένων, ανοίγοντας έτσι το δρόμο για την κατασκευή κβαντικών ρούτερ και την δημιουργία κβαντικού διαδικτύου.
Η κβαντική τηλεμεταφορά είναι μία διαδικασία κατά την οποία ένα qubit μπορεί να μεταδοθεί επακριβώς από μία τοποθεσία στην άλλη χωρίς το qubit να μεταδοθεί στον ενδιάμεσο χώρο μεταξύ των δύο τοποθεσιών.
Το qubit είναι το κβαντικό ανάλογο του bit, δηλαδή η βασική μονάδα της κβαντικής πληροφορίας. Το μεγάλο πλεονέκτημα του qubit είναι ότι σε αντίθεση με τα κλασσικά ψηφιακά συστήματα, δεν είναι διακριτό, δηλαδή μπορεί να βρίσκεται ταυτόχρονα και στις δύο καταστάσεις λειτουργίας του (0 και 1), ανοίγοντας νέους ορίζοντες στη σχεδίαση και την ταχύτητα αμέτρητων συστημάτων και εφαρμογών.
Η εκμετάλλευση αυτών των πλεονεκτημάτων δεν είναι εύκολη, καθώς τα qubits είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα, μία και μοναδική μέτρηση μπορεί να τα καταστρέψει. Επομένως δεν ήταν ξεκάθαρο το πώς θα θα μπορούν να επεξεργάζονται από μακροσκοπικά αντικείμενα (π.χ. ρούτερ σε δίκτυα οπτικών ινών). Προσπαθώντας να ξεπεράσουν αυτή την αντικειμενική δυσκολία, οι επιστήμονες κατέφυγαν στο «τρικ» της κβαντικής τηλεμεταφοράς.
Η κβαντική τηλεμεταφορά βασίζεται στο ιδιαίτερο φαινόμενο της «εμπλοκής», κατά το οποίο δύο κβαντικά αντικείμενα είναι συνδεδεμένα κατά τέτοιο τρόπο ώστε ανεξάρτητα της απόστασής τους, μία μέτρηση στο ένα, επηρεάζει τις ιδιότητες και του άλλου.
Η αναπαραγωγή αυτού του πολύπλοκου φαινομένου έγινε σε στάδια. Οι επιστήμονες κατάφεραν πρώτα να μεταφέρουν κβαντική πληροφορία από ένα φωτόνιο σε άλλο, ακολούθως από ιόντα σε φωτόνια και ακόμα από μία μακροσκοπική ομάδα ατόμων σε ένα φωτόνιο.
Την περασμένη εβδομάδα ο δρ. Ζιάο - Χούι Μπάο του Πανεπιστημίου Επιστημών και Τεχνολογίας του Χεφέι της Κίνας και η ομάδα του κατάφεραν να μεταφέρουν κβαντική πληροφορία από μία μακροσκοπική ομάδα ατόμων ρουμπιδίου σε μία άλλη 150 μέτρα μακριά, χρησιμοποιώντας «πεπλεγμένα» φωτόνια.
«Είναι μία πολύ ενδιαφέρουσα εξέλιξη, καθώς πρόκειται για την πρώτη επιτυχημένη τηλεμεταφορά μεταξύ μακροσκοπικών αντικειμένων σε απόσταση μακροσκοπικής κλίμακας», δήλωσε ο δρ. Ζιάο - Χούι.
Ο αντικειμενικός στόχος για τη λειτουργία ενός κβαντικού ίντερνετ είναι η δημιουργία κβαντικών ρούτερ τα οποία θα περιέχουν ομάδες ατόμων που θα λαμβάνουν κβαντική πληροφορία από εισερχόμενα φωτόνια και κατόπιν θα παράγουν φωτόνια που θα μεταδίδουν την πληροφορία αυτή σε άλλα ρούτερ.
Το πρώτο σημαντικό βήμα στέφθηκε με επιτυχία, αλλά στο μέλλον η ομάδα του δρ. Ζιάο-Χούι θα πρέπει να αυξήσει την πιθανότητα επιτυχίας κάθε τηλεμεταφοράς, αλλά και το χρόνο αποθήκευσης της πληροφορίας που αυτή τη στιγμή είναι μόλις 100 msec. Οι προβλέψεις όμως είναι αισιόδοξες και ένα λειτουργικό κβαντικό διαδίκτυο κατά πάσα πιθανότητα θα αλλάξει δραστικά την καθημερινότητά μας, με τρόπο παρόμοιο με την έκρηξη του διαδικτύου την περασμένη δεκαετία.
Η κβαντική τηλεμεταφορά είναι μία διαδικασία κατά την οποία ένα qubit μπορεί να μεταδοθεί επακριβώς από μία τοποθεσία στην άλλη χωρίς το qubit να μεταδοθεί στον ενδιάμεσο χώρο μεταξύ των δύο τοποθεσιών.
Το qubit είναι το κβαντικό ανάλογο του bit, δηλαδή η βασική μονάδα της κβαντικής πληροφορίας. Το μεγάλο πλεονέκτημα του qubit είναι ότι σε αντίθεση με τα κλασσικά ψηφιακά συστήματα, δεν είναι διακριτό, δηλαδή μπορεί να βρίσκεται ταυτόχρονα και στις δύο καταστάσεις λειτουργίας του (0 και 1), ανοίγοντας νέους ορίζοντες στη σχεδίαση και την ταχύτητα αμέτρητων συστημάτων και εφαρμογών.
Η εκμετάλλευση αυτών των πλεονεκτημάτων δεν είναι εύκολη, καθώς τα qubits είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα, μία και μοναδική μέτρηση μπορεί να τα καταστρέψει. Επομένως δεν ήταν ξεκάθαρο το πώς θα θα μπορούν να επεξεργάζονται από μακροσκοπικά αντικείμενα (π.χ. ρούτερ σε δίκτυα οπτικών ινών). Προσπαθώντας να ξεπεράσουν αυτή την αντικειμενική δυσκολία, οι επιστήμονες κατέφυγαν στο «τρικ» της κβαντικής τηλεμεταφοράς.
Η κβαντική τηλεμεταφορά βασίζεται στο ιδιαίτερο φαινόμενο της «εμπλοκής», κατά το οποίο δύο κβαντικά αντικείμενα είναι συνδεδεμένα κατά τέτοιο τρόπο ώστε ανεξάρτητα της απόστασής τους, μία μέτρηση στο ένα, επηρεάζει τις ιδιότητες και του άλλου.
Η αναπαραγωγή αυτού του πολύπλοκου φαινομένου έγινε σε στάδια. Οι επιστήμονες κατάφεραν πρώτα να μεταφέρουν κβαντική πληροφορία από ένα φωτόνιο σε άλλο, ακολούθως από ιόντα σε φωτόνια και ακόμα από μία μακροσκοπική ομάδα ατόμων σε ένα φωτόνιο.
Την περασμένη εβδομάδα ο δρ. Ζιάο - Χούι Μπάο του Πανεπιστημίου Επιστημών και Τεχνολογίας του Χεφέι της Κίνας και η ομάδα του κατάφεραν να μεταφέρουν κβαντική πληροφορία από μία μακροσκοπική ομάδα ατόμων ρουμπιδίου σε μία άλλη 150 μέτρα μακριά, χρησιμοποιώντας «πεπλεγμένα» φωτόνια.
«Είναι μία πολύ ενδιαφέρουσα εξέλιξη, καθώς πρόκειται για την πρώτη επιτυχημένη τηλεμεταφορά μεταξύ μακροσκοπικών αντικειμένων σε απόσταση μακροσκοπικής κλίμακας», δήλωσε ο δρ. Ζιάο - Χούι.
Ο αντικειμενικός στόχος για τη λειτουργία ενός κβαντικού ίντερνετ είναι η δημιουργία κβαντικών ρούτερ τα οποία θα περιέχουν ομάδες ατόμων που θα λαμβάνουν κβαντική πληροφορία από εισερχόμενα φωτόνια και κατόπιν θα παράγουν φωτόνια που θα μεταδίδουν την πληροφορία αυτή σε άλλα ρούτερ.
Το πρώτο σημαντικό βήμα στέφθηκε με επιτυχία, αλλά στο μέλλον η ομάδα του δρ. Ζιάο-Χούι θα πρέπει να αυξήσει την πιθανότητα επιτυχίας κάθε τηλεμεταφοράς, αλλά και το χρόνο αποθήκευσης της πληροφορίας που αυτή τη στιγμή είναι μόλις 100 msec. Οι προβλέψεις όμως είναι αισιόδοξες και ένα λειτουργικό κβαντικό διαδίκτυο κατά πάσα πιθανότητα θα αλλάξει δραστικά την καθημερινότητά μας, με τρόπο παρόμοιο με την έκρηξη του διαδικτύου την περασμένη δεκαετία.
Πηγή: Ναυτεμπορική
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου