Ученым удалось впервые осуществить квантовую телепортацию оптических образов

Квантовая телепортация

Квантовые коммуникации уже стали неотъемлемой частью безопасных сетевых технологий. Не так давно китайские ученые продемонстрировали передачу квантовой информации на расстояние в 1200 километров, использовав специализированный искусственный спутник в качестве промежуточной станции. Однако, в нынешних технологиях для передачи информации используются всего два квантовых состояния фотонов света, что составляет очень малую часть от предоставляемых фотонами возможностей. Для того, чтобы использовать возможности квантовых оптических коммуникаций в большей мере можно использовать так называемые оптические образы, своего рода многомерные комбинации, количество которых практически не поддается исчислению. Одним из видов оптических образов является орбитальный угловой момент света (orbital angular momentum, OAM), который, в случае его использования в качестве носителя информации, может обеспечить поистине фантастические скорости передачи.

Оптические образы

Однако, фотоны света с заданным значением орбитального момента, распространяясь на большие расстояния, теряют несомую ими информацию из-за различных отрицательных эффектов, возникающих в оптоволокне или в воздухе открытого пространства. В случае обычных оптических коммуникаций такое затухание полезного сигнала устраняется путем его промежуточного усиления и дополнительной фокусировки, но, законы экзотического квантового мира не допускают использования промежуточных усилителей, максимум, что возможно сделать на практике в области квантовых коммуникаций — это использовать промежуточные квантовые ретрансляторы.

Неотъемлемой функцией квантового ретранслятора является возможность запутывания на квантовом уровне двух фотонов, которые не взаимодействуют друг с другом непосредственно. Обычно это делается путем использования двух фотонов из двух независимых пар запутанных фотонов. Такой подход позволяет установить «мост» квантовой связи между двумя удаленными точками, не требуя того, чтобы оба фотона проходили все это расстояние. Для работы такого метода достаточно того, чтобы расстояние преодолел только один из фотонов, что позволяет снизить влияние эффектов потерь и затухания сигнала.

Экспериментальная установка

В своих последних исследованиях ученые из университета Витса (Wits University) произвели первую в истории демонстрацию технологии обмена состоянием квантовой запутанности и телепортации орбитального углового момента фотонов света. Во время экспериментов ученые «телепортировали» четыре вида оптических образов, однако, разработанная ими технология масштабируется до любого уровня сложности, и ее можно будет использовать для передачи гораздо большего количества видов оптических образов, закодированных в дополнительных «измерениях» параметров фотонов света.

Ключевые слова:
Квантовая, Телепортация, Фотон, Свет, Угловой, Орбитальный, Момент, Оптический, Образ, Запутанность

Первоисточник

Другие новости по теме:

Share Button

Материалы по теме:

Создано устройство, способное хранить долгое время фотоны-кубиты, используемые для квантовой телепортации
Группа ученых из Института квантовой оптики Макса Планка, Германия, возглавляемая профессором Герхардом Ремпе (Gerhard Rempe), разработала, создала и продемонстрировала работоспособность устройства длительного хранения фотонных ...
Компания Intel представляет «Loihi» — нейроморфный процессор, работа которого основана на принципах функционирования мозга
Множество известных технологических компаний, такие, как IBM, Apple, Google, Microsoft, NVIDIA и Intel, создали свои варианты специализированных чипов и процессоров, ориентированных на выполнение задач ...
Начата разработка и создание первого суперкомпьютера на базе ARM-процессоров
Специалисты Национальной лаборатории Аргонна (Argonne National Laboratory), американского Министерства энергетики (U.S. Department of Energy, DOE), совместно со специалистами компании Hewlett Packard Enterprise (HPE), приступили ...
Более мощная версия программы AlphaGo самостоятельно достигла уровня совершенства всего за три дня
Напомним нашим читателям, что в течение нынешнего и прошлого года программа AlphaGo, построенная на принципах искусственного интеллекта, одержала ряд выдающихся побед над высококвалифицированными игроками ...
Ученые создали самую точную и масштабную модель «виртуального» торнадо
Грозовые суперячейки (Supercell thunderstorms) - это гигантские воздушные бури, в центре которых находятся сильные вращающиеся восходящие потоки воздуха. Каждая из таких ячеек является "зародышем" ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика