01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах

Квантовая телепортация

Квантовая телепортация — передача информации о квантовом состоянии одной частицы к другой, составляющей с ней так называемую сцепленную (или запутанную) пару. Представляет собой процесс, при котором передаваемое состояние разрушается в точке отправления и воссоздается в точке приема.

Впервые эта идея возникла в качестве парадокса, с помощью которого Альберт Эйнштейн в ходе своего спора с Нильсом Бором пытался доказать неполноту квантовой механики. Допустим, говорил он, есть две частицы, рожденные в результате распада третьей, поэтому их суммарный импульс должен быть равен исходному импульсу. Это дает возможность измерить импульс одной частицы и вычислить импульс другой, не внося в ее движение никаких возмущений. После этого можно измерить координату второй частицы, получив таким образом информацию одновременно и о ее местоположении, и о ее скорости, что по законам квантовой механики невозможно.

Парадокс тут же получил разрешение без ущерба для квантовой механики и привел к появлению нового квантового эффекта, который в 1990-х назвали «квантовой телепортацией». Понятие телепортации объясняет суть мысленного эксперимента, при котором квантовой состояние первой частицы в ходе измерения нарушается, но приводит к изменению состояния второй частицы, иначе говоря, как и при фантастической телепортации, состояние не копируется, а переносится из одного места в другое.

Сейчас речь идет только о новом способе передачи информации, очень важном для теоретиков и не менее важном для практического применения: как для будущих квантовых компьютеров, так и для квантовой криптографии, позволяющей двум собеседникам вести переговоры, которые теоретически невозможно подслушать.

Эксперименты по реализации эффекта квантовой телепортации («квантовой запутанности») активно ведутся, начиная с конца 90-х годов прошлого века во многих лабораториях мира. Начав с телепортации поляризационного состояния фотона, ученые сегодня научились телепортировать информацию о квантовом состоянии отдельных атомов, а также увеличивать расстояние с метров до расстояний, превышающих 100 км.

В России объявлена программа «Национальная технологическая инициатива», созданная Агентством стратегических инициатив по поручению Президента РФ. В ней на 2025-2035 годы запланировано «внедрение нейроинтерфейса, квантовых вычислений, телепортации, использование природоподобных явлений для передачи информации».

Изображение: Created in LaTeX using Q-circuit/Wikimedia Commons

МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ
Обсуждаемое