Una dintre pietrele de temelie ale fizicii cuantice este postulatul că nu puteți măsura parametrii unui obiect fără a le afecta într-o astfel de operațiune. "Manevre de soluționare", care permit cel puțin parțial evitarea unui astfel de impact, desigur, există și sunt aplicate. Cu toate acestea, oamenii de stiinta au descoperit acum un mod fundamental nou de detectare a fotonilor unici, fara a face schimbari in informatiile transferate de ei.
De obicei, pentru a înregistra un foton, acesta este "prins" de un senzor care își absoarbe energia, dar distruge chiar și particula. Din fericire, măsurarea așa numită slabă, ale cărei detalii vă sunt deja cunoscute, vă permite să extrageți din particulă doar o parte din informațiile transferate de ea, evitând distrugerea completă a acesteia.
Deci, cum vedeți un foton fără a-l absorbi? (Ilustrație a MPQ, Divizia cuantică de cuantică.)
Aceasta este o abordare promițătoare, dar dacă vom crea rețele cuantice utilizând aceeași criptografie cuantică, atunci trebuie să transferăm fotoni chiar și fără un impact slab asupra lor. Orice perturbație externă va face ca bitul obișnuit cuantic să devină fie "1", fie "0", iar apoi qubitul va înceta existența sa cuantică.
Pentru a face acest lucru, oamenii de stiinta au folosit un rezonator optic de doua oglinzi, situate la o distanta de jumatate de milimetru si privindu-se unii pe altii. Fotonii cu o anumită energie "rezonantă", care corespunde distanței dintre oglinzi, vor fi ținute în acest rezonator atunci când intră într-un astfel de rezonator. În interiorul rezonatorului, un atom a fost plasat într-o suprapunere a două stări, dintre care unul a fost rezonant în ceea ce privește acest rezonator. Desigur, în această stare atomul nu a permis fotonilor cu aceeași energie rezonantă să pătrundă în cavitatea dintre oglinzi.
Apoi, rezonatorul a fost "tras" cu un foton, după care un atom cu o "personalitate divizată" (în suprapunere) a condus la realizarea simultană a două evenimente simultane. În primul rând, într-unul din "universurile paralele" (adică statele sale), fotonul nu a intrat în rezonator, deoarece atomul din acea stare avea o energie rezonantă care nu permitea să se facă. Fotonul pur și simplu "a sărit" de pe suprafața oglinzilor. În cel de-al doilea univers paralel (a doua stare de suprapunere), atomul a permis fotonului să intre în rezonator, unde fotonul se reflectă dintr-o oglindă în alta și a părăsit cavitatea exact așa cum a intrat.
Starea totală cuantică a fotonului a rămas aceeași, dar starea atomului, dimpotrivă, a fost schimbată. Schimbarea dintre stările sale legate și cele nelegate sa schimbat cu 180 °. Având în vedere acest lucru, fizicienii au reușit să înregistreze trecerea unui foton, literalmente "a vedea" acest lucru fără efect.
Acest lucru sa făcut deja, dar acest "truc" a avut succes numai în ceea ce privește microundele, utilizarea lor pentru rețelele cuantice este dificilă din motive practice. Acum, pe această bază, este posibil să așteptăm crearea unui repetor cuantic - un element foarte important al rețelei viitorului "quantunternet".
Pregătit din materialele Nature News.
Articole similare
-
De ce votez pentru Putin - ochiul informației planetare și al portalului analitic
-
Cum să supraviețuiască trădării - ochiul informațiilor despre planetă și al portalului analitic
Trimiteți-le prietenilor: