Pretstatā klasiskās mehānikas likumiem, mēs esam iemācījušies pārraidīt informāciju ātrāk nekā gaismas ātrums. RIA Novosti noskaidroja, kā kvadrāti apmainās ar datiem un kāpēc nav iespējams teleportēt materiālu objektu.
Noslēpumainā kvantu pasaule
Kvantu pasaulē informāciju mēra kvadrātos. Atšķirībā no klasiskajiem bitiem, tie spēj vienlaikus atrasties divos stāvokļos - loģiskajā nullē un vienā - līdz brīdim, kad tiek izmērīti, vai drīzāk, informācija tiek nolasīta.
Kvartita lomu spēlē mākslīgais atoms ar diviem enerģijas līmeņiem. Ja atoms atrodas zemākā enerģijas līmenī, sistēmas stāvoklis ir loģiski nulle, augšējā - loģisks. Fiziski kvadrātu var iemiesot fotonā, molekulā, jonā, atomā, kvantu punktā - visā, kas izstaro un absorbē elektromagnētiskās enerģijas kvantus. Piemēram, supravadošās kvotas ir elektriska ķēde, kas izgatavota no plāniem metāla slāņiem, kas atdzesēti līdz ļoti zemai temperatūrai, starp kuriem elektronu pāri tunelē caur plāniem izolatora slāņiem.
Tā kā mēs runājam par kvantu pasauli, nav iespējams pateikt, kādā stāvoklī elektrons kbitā ir jebkurā brīdī. Tas paver iespējas teleportācijai - kaut kā pārraidīšanai kosmosā.
“Kvantu teleportēšanai nepieciešami trīs superpozīcijas kviti. Teiksim, mums jāpārvieto informācija no pirmā elementa uz trešo, un viņiem nevajadzētu mijiedarboties, tas ir, tiem nevajadzētu būt tuvu. Tad trešo un otro kvadrātu sapina, izmantojot loģisku operāciju - to stāvokļi kļūst savstarpēji atkarīgi, un paši tos sauc par sapinātiem. Un, ja izmēra viena no tām stāvokli, tad otrā stāvoklis automātiski būs pretējs. Tas ir tāpat kā iemest melnbaltas bumbiņas kastē un pēc tam izlases veidā izvilkt vienu no tām: otrās krāsa būs zināma ar 100% varbūtību, saka NUST MISIS supravadošo metamateriālu laboratorijas inženieris Iļja Besedins.
Tad otrajai kbitai jābūt mijiedarbīgai ar pirmo. Ir divi galvenie veidi, kā panākt viņu “tērzēšanu”. Pirmkārt, viena atoma rezonanses frekvence tiek mainīta tā, lai tā sakristu ar cita frekvenci, pēc kuras ierosme no viena iet uz otru caur elektrisko lauku. Otrais variants ir tāds, ka sistēma tiek pakļauta mikroviļņu starojumam tā, ka viena atoma absorbcijas koeficients ir atkarīgs no cita stāvokļa. Pēc tam, kad kvīti ir "runājuši", tiek nolasīti viņu stāvokļi.
Reklāmas video:
Faktiski šajā brīdī kvintes pārvēršas klasiskos bītos ar zināmu informāciju. Tad trešajā kbitē tiek veikta loģiska operācija, un izrādās, ka tā ir pirmā. Atgādiniet, ka pirmā un trešā kvests nekad nav mijiedarbojušies, izņemot netiešo "saziņu" caur otro kbit. Turklāt trešais sazinājās ar otro, pirms viņš apmainījās ar informāciju ar pirmo.
Apjucis? Tad iedomājieties, ka esat saņēmis A par eksāmenu un dalījāties priekā ar savu tēti. Tad viņi devās pie manas mātes un pateica viņai to pašu. Un viņa jums teica, ka viņa skrāpēja automašīnu. Un pēc jūsu sarunas tētis nezināmā veidā uzzina par šīm nepatikšanām. Kvantu mehāniku ir grūti saprast - labāk ir vienkārši samierināties ar tās likumiem.
Ar relativitātes teoriju nevar strīdēties
Ar kvantu teleportācijas palīdzību informāciju var pārraidīt lielos attālumos. Līdz šim pieraksts pieder ķīniešu zinātniekiem, kuri nosūtīja datus no Zemes uz satelītu, kas atrodas vairāk nekā 1400 kilometru attālumā. Turklāt paši četrinieki apmainās ar datiem uzreiz, pat ātrāk nekā gaismas ātrums.
Zinātnieki to ir apstiprinājuši, vienlaicīgi izmērot divu sapinušos kvintu stāvokli dažādās vietās. Izrādījās, ka viņi tiešām "izjūt" viens otra izmaiņas ātrāk nekā gaisma kustas.
Lai iegūtu informāciju no kbitiem, tā ir jāatkodē, izmantojot klasiskos bitus, kuru pārraides ātrums nedrīkst pārsniegt gaismas ātrumu. Tādējādi, kaut arī kvantu pasaule sniedz neticamas iespējas, cilvēki, ņemot vērā to klasisko raksturu, dažreiz vienkārši nevar tās pilnībā izmantot.
“Bet kvantu teleportācija ir lieliski piemērota šifrētu datu pārraidei. Protams, informāciju var arī šifrēt, izmantojot klasiskos algoritmus. Bet šai metodei ir nepilnības: atslēgu apmaiņa. Ar pietiekamu skaitļošanas jaudu pārtverto šifrēšanu vienmēr var nolasīt,”saka eksperts.
Un protokoli, kuru pamatā ir kvantu teleportācija, ļauj matemātiski pierādīt, ka kvantu līnija netiek piespiesta. Tiklīdz kāds nepiederošs cilvēks tam pieslēdzas, kvantu stāvokļa pārnešanas kvalitāte ievērojami pasliktinās neatkarīgi no iebrucēja tehniskā aprīkojuma. Un abas puses uzreiz atklāj, ka viņu saruna vairs nav privāta.
Vai nebūs teleportēšanās?
Lai kopīgotu smieklīgu video ar draugu, jums abiem ir nepieciešami datori vai viedtālruņi. Tas pats ir ar datu teleportēšanu starp kvadrātiem: lai pārsūtītu stāvokli, jums ir nepieciešama raidītāja un uztvērēja kvadrāts, kas jau atrodas pareizajā vietā. Tas ir, pirms datu nosūtīšanas jums ir fiziski jāpārvieto objekts, kas to saņems. Un līdz šim mēs to varam izdarīt tikai klasiskā veidā: pa labi zināmu trajektoriju - no punkta "A" līdz punktam "B". Un nekādā gadījumā ne uzreiz.
Un kā ir ar jebkura materiāla objekta, piemēram, cilvēka, teleportēšanu? Galu galā matērija galu galā sastāv no atomiem, tas ir, kvantu sistēmām, starp kurām var pārraidīt informāciju. Lai to izdarītu, jums būs jāportportē dati par visiem ķermeņa atomiem uz citiem atomiem, kas atrodas citā vietā, un tādējādi atkārtoti izveidojiet cilvēku.
Bet katram nodošanas aktam ir nepieciešams sarežģīts tehniskais aprīkojums. Cilvēks, kas sver apmēram 70 kilogramus, satur 6,7 * 1027 atomus. Ir neticami grūti pārsūtīt informāciju par visām daļiņām ar 100% precizitāti - un šobrīd tas nav tehniski iespējams. Tomēr materiāla objekta teleportēšana ir pārāk pievilcīgs uzdevums, no kura atteikties.