Возможна ли телепортация? Да, в квантовом мире

В то время как телепортация человека существует только в научной фантастике, телепортация возможна в субатомном мире квантовой механики, хотя и не так, как обычно ее изображают по телевизору. В квантовом мире телепортация предполагает транспортировку информации, а не материи.

В прошлом году ученые подтвердили, что информация может передаваться между фотонами на компьютерных чипах даже тогда, когда фотоны физически не связаны.

Телепортация электронов

Теперь, согласно новым исследованиям Университета Рочестера и Университета Пердью, телепортация может быть также возможна между электронами.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, а также в статье, которая появится в журнале Physical Review X, исследователи, в том числе Джон Никол, доцент физики в Рочестере, и Эндрю Джордан, профессор физики в Рочестере, исследуют новые пути создания квантово-механических взаимодействий между далекими электронами. Исследования являются важным шагом в совершенствовании квантовых вычислений, которые, в свою очередь, способны произвести революцию в технологии, медицине и науке, обеспечивая более быстрые и эффективные процессоры и датчики.

Квантовая телепортация - это демонстрация того, что Альберт Эйнштейн назвал "странным действием на расстоянии", также известным как квантовое сплетение. В сплетении - одном из основных понятий квантовой физики - свойства одной частицы влияют на свойства другой даже тогда, когда частицы разделены на большое расстояние. Квантовая телепортация включает в себя две далекие, запутанные частицы, в которых состояние третьей частицы мгновенно "телепортирует" свое состояние к двум запутанным частицам.

Квантовая телепортация является важным средством передачи информации в квантовых вычислениях. В то время как обычный компьютер состоит из миллиардов транзисторов, называемых битами, квантовые компьютеры кодируют информацию в квантовых битах или квитах. Бит имеет одно двоичное значение, которое может быть либо "0", либо "1", но квиты могут быть одновременно и "0", и "1". Способность отдельных квитов одновременно занимать несколько состояний лежит в основе большой потенциальной мощности квантовых компьютеров.

Недавно ученые продемонстрировали квантовую телепортацию, используя электромагнитные фотоны для создания удаленно запутанных пар квитов.

Квиты, изготовленные из отдельных электронов, однако, также перспективны для передачи информации в полупроводниках.

"Индивидуальные электроны являются многообещающими квитами, поскольку они очень легко взаимодействуют друг с другом, а индивидуальные электронные квиты в полупроводниках также масштабируемы", - говорит Никол. "Надежное создание дальних взаимодействий между электронами необходимо для квантовых вычислений".

Создание запутанных пар электронных квитов, которые охватывают большие расстояния, что требуется для телепортации, оказалось, однако, сложным: в то время как фотоны естественным образом распространяются на большие расстояния, электроны обычно ограничиваются одним местом.

Для демонстрации квантовой телепортации с использованием электронов исследователи использовали недавно разработанную методику, основанную на принципах обменной связи Гейзенберга. Индивидуальный электрон подобен балочному магниту с северным и южным полюсами, который может указывать либо вверх, либо вниз. Направление полюса - независимо от того, указывает ли северный полюс, например, вверх или вниз - известно как магнитный момент электрона или квантовое спиновое состояние. Если определенные виды частиц имеют один и тот же магнитный момент, они не могут находиться в одном и том же месте в одно и то же время. То есть, два электрона в одном и том же квантовом состоянии не могут сидеть друг над другом. Если бы они это делали, их состояния со временем менялись бы туда-сюда.

Исследователи использовали эту технику, чтобы распределить запутанные пары электронов и телепортировать их спиновые состояния.

"Мы предоставляем доказательства для "перекручивания спутанных пар", в котором мы создаем спутанность между двумя электронами, даже если частицы никогда не взаимодействуют, и "телепортации квантовых врат", потенциально полезной техники для квантовых вычислений, использующей телепортацию", - говорит Никол. "Наша работа показывает, что это может быть сделано даже без фотонов."

Результаты прокладывают путь для будущих исследований по квантовой телепортации с участием спиновых состояний всей материи, а не только фотонов, и дают больше доказательств удивительно полезных возможностей отдельных электронов в квитовых полупроводниках. опубликовано econet.ru по материалам sciencenews.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet