Informatyka kwantowa

Pierwsza teleportacja informacji pomiędzy dwoma komputerami

Naukowcy z Uniwersytetu w Bristolu i kopenhaskiej Politechniki Duńskiej (DTU) po raz pierwszy w historii dokonali kwantowej teleportacji informacji pomiędzy dwoma chipami. Zespołom udało się wysłać informację z jednego komputera na drugi w sposób natychmiastowy i bez fizycznego lub elektronicznego ich połączenia. To przełomowe dla świata nowych technologii osiągnięcie może być zwiastunem narodzin Internetu kwantowego.

Informacje były już wcześniej teleportowane na znacznie dłuższe odległości – najpierw przez pokój, w którym prowadzono dane badanie, potem na 25 km, następnie 100 km, a ostatecznie ponad 1200 km drogą satelitarną. Dokonano tego także pomiędzy różnymi częściami tego samego układu komputerowego, ale teleportacja między dwoma różnymi układami stanowi przełom w obliczeniach kwantowych.

Fenomen teleportacji stał się możliwy dzięki zjawisku zwanemu splątaniem kwantowym, polegającym na tym, że dwie cząsteczki zostają tak splecione ze sobą, że mogą komunikować się na dowolne odległości. Zmiana właściwości jednej cząsteczki wywołuje natychmiastową zmianę także w drugiej, bez względu na dzielącą je przestrzeń. Rodzi to naturalnie zaskakujące i dość kontrowersyjne w swojej naturze implikacje, które zadziwiły nawet samego Alberta Einsteina. Nasze obecne rozumienie fizyki mówi, że nic nie może podróżować szybciej niż prędkość światła, tymczasem podczas teleportacji kwantowej musi ona zostać przełamana. Alternatywą jest uznanie, że w rzeczywistości informacje o zmianach nie przemieszczają się, tylko cząsteczki symultanicznie wiedzą o tym, że w jednej z nich zaszły zmiany i dostosowują się do nich. Einstein nazwał to „upiorną akcją na odległość”.

Naukowcy z Bristolu i Kopenhagi postanowili spróbować wykorzystać to zjawisko do urzeczywistnienia jednego z największych marzeń ludzkości – teleportacji. Zespoły wygenerowały pary splątanych fotonów na chipach komputerowych, a następnie dokonali na jednym z nich pomiaru kwantowego. Obserwacja zmieniła stan fotonu – i natychmiastowo wywołała zmianę w fotonie w drugim chipie, znajdującym się w drugim ośrodku badawczym.

Naukowcy ogłosili osiągnięcie wskaźnika sukcesu teleportacji na poziomie 91% oraz poinformowali, że udało im się wykonać kilka innych funkcji, które będą ważne dla obliczeń kwantowych. Obejmuje to zamianę splątania (gdzie stany mogą być przekazywane między cząsteczkami, które nigdy bezpośrednio nie oddziaływały za pośrednictwem mediatora) i splątanie aż czterech fotonów razem.

Tak badania opisuje Dan Llewellyn z Uniwersytetu w Bristolu – członek zespołu naukowego, który przeprowadził eksperyment:

Byliśmy w stanie zademonstrować wysokiej jakości splątane połączenie pomiędzy dwoma układami scalonymi w laboratorium, w którym fotony na każdym z układów dzielą jeden stan kwantowy. Następnie każdy chip został w pełni zaprogramowany do przeprowadzania szeregu demonstracji z wykorzystaniem splątania. Flagową demonstracją był eksperyment polegający na teleportacji pomiędzy dwoma układami scalonymi, w którym indywidualny stan kwantowy cząstki jest przesyłany przez dwa układy po wykonaniu pomiaru kwantowego. W tym pomiarze wykorzystuje się dziwne zachowanie fizyki kwantowej, która przenosi stan cząstki na inną cząstkę już znajdującą się w układzie odbiorczym.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Physics.

Źródło: www.bristol.ac.uk

Pawel Levy
Ekspert w dziedzinie nowych technologii. Zastanawia się, czy teoria symulacji to tylko ciekawy eksperyment myślowy, nowy i chwilowy trend internetowy, czy odpowiedź na pytanie po co żyjemy...?

    You may also like

    Comments are closed.