Επιστήμονες έκαναν πραγματικότητα την τηλεμεταφορά | MOLWNLAVE.COM

0
O Άλμπερτ Αϊνστάιν είπε κάποτε σε έναν φίλο του ότι η κβαντομηχανική δεν ευσταθεί στην επιστημονική του άποψη για τον κόσμο, επειδή «η φυσική θα πρέπει να αντιπροσωπεύει μια πραγματικότητα στο χρόνο και το χώρο, χωρίς τρομακτικές δράσεις σε μία απόσταση». Αυτή η τρομακτική δράση σε μία απόσταση είναι η εμπλοκή, ένα κβαντικό φαινόμενο κατά το οποίο δύο σωματίδια, που χωρίζονται από οποιαδήποτε απόσταση, μπορεί να επηρεάσουν ακαριαία το ένα το άλλο, σαν μέρος ενός ενιαίου συστήματος. Τώρα, οι επιστήμονες «έκλεψαν» αυτή την κβαντική παραξενιά, κάνοντας πραγματικότητα αυτό που ονειρεύονταν εδώ και πολλά χρόνια οι οπαδοί ταινιών sci- fi: την τηλεμεταφορά. Δεν μεταφέρουν ακριβώς ανθρώπους στο κατάστρωμα του Enterprise, αλλά κάνουν τηλεμεταφορά δεδομένων.

Οι φυσικοί στο Ινστιτούτο Νανοεπιστημών Kavli, του Delft University of Technology στην Ολλανδία, αναφέρουν ότι έστειλαν κβαντικά στοιχεία σχετικά με την κατάσταση σπιν ενός ηλεκτρονίου σε ένα άλλο ηλεκτρόνιο περίπου 10 μέτρα μακριά. Η κβαντική τηλεμεταφορά έχει καταγραφεί και στο παρελθόν, αλλά τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης έχουν έναν άνευ προηγουμένου ρυθμό αντιγραφής του 100 τοις εκατό κατά την τρέχουσα απόσταση, είπε η ομάδα.

Χάρη στις παράξενες ιδιότητες της εμπλοκής, αυτό επιτρέπει στα δεδομένα – μόνο στα κβαντικά δεδομένα και όχι στις κλασικές πληροφορίες, όπως τα μηνύματα ή ακόμη και τα απλά bits- να τηλεμεταφερθούν φαινομενικά πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός. Η είδηση δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science.

Η απόδειξη ότι ο Αϊνστάιν έκανε λάθος σχετικά με την αρμοδιότητα και την πληρότητα της κβαντομηχανικής δεν είναι απλά μια ακαδημαϊκή έπαρση. Η απόδειξη ύπαρξης της εμπλοκής και της τηλεμεταφοράς - και η αποτελεσματική λειτουργία πειραμάτων, σε μεγαλύτερα συστήματα και σε μεγαλύτερες αποστάσεις- αποτελεί κλειδί για τη μετατροπή της κβαντικής μηχανικής σε πρακτικές εφαρμογές, όπως κβαντικούς υπολογιστές. Για παράδειγμα, οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτή την ταχύτητα για να ξεκλειδώσουν μια ολόκληρη νέα γενιά από πρωτοφανή υπολογιστική ισχύ.

Η κβαντική τηλεμεταφορά δεν είναι τηλεμεταφορά με την κοινή έννοια. Πρόκειται για την επίτευξη ενός συγκεκριμένου συνόλου των παραμέτρων που επιτρέπουν στις ιδιότητες ενός κβαντικού συστήματος να μπλεχτούν με ενός άλλου, έτσι ώστε οι παρατηρήσεις να αποτυπώνονται ταυτόχρονα, κι έτσι να γίνεται «τηλεμεταφορά» των πληροφοριών από το ένα μέρος στο άλλο.

Για να γίνει αυτό, οι ερευνητές στο Delft έπρεπε πρώτα να δημιουργήσουν qubits από κλασικά bits, και συγκεκριμένα ηλεκτρόνια παγιδευμένα σε διαμάντια, σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, που επιτρέπουν στις κβαντικές ιδιότητές τους, όπως την περιστροφή, να παρατηρούνται. Ένα qubit είναι μια μονάδα κβαντικών δεδομένων που μπορεί να κρατήσει πολλές τιμές ταυτόχρονα, χάρη σε ένα εξίσου αναπόσπαστο κβαντικό φαινόμενο που ονομάζεται υπέρθεση, ένας όρος που κάποιοι συνδέουν με την εξίσωση του Schrödinger, καθώς και την αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg που λέει ότι κάτι υπάρχει σε όλες τις πιθανές καταστάσεις μέχρι να παρατηρηθεί. Είναι ο ίδιος τρόπος που οι κβαντικοί υπολογιστές μπορεί μια μέρα να ξεπεράσουν τις ταχύτητες των κλασικών υπολογιστών.

Με τα quibits να χωρίζονται από μια απόσταση τριών μέτρων, οι ερευνητές ήταν σε θέση να παρατηρήσουν και να καταγράψουν την περιστροφή ενός ηλεκτρονίου και να τη δουν να αντικατοπτρίζεται στο άλλο qubit αμέσως. Είναι μια ομολογουμένως περίεργη σύλληψη της τηλεμεταφοράς δεδομένων, που απαιτεί λίγη σκέψη για να ξεκαθαρίσει. Παρόλα αυτά, τα αποτελέσματά της θα μπορούσαν να είναι εκτεταμένα. Οι ερευνητές προσπαθούν να αυξήσουν την απόσταση σε περισσότερο από ένα χιλιόμετρο, κάτι που θα ήταν αρκετό περιθώριο για να ελέγξουν εάν η εμπλοκή ήταν ένα συνεπές φαινόμενο και ότι οι πληροφορίες ταξίδευαν γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός. Τέτοια πειράματα θα έπλητταν εντονότερα τον αποκλεισμό της εμπλοκής του Αϊνστάιν, λόγω της παραβίασης της κλασικής μηχανικής. «Υπάρχει ένας μεγάλος αγώνας δρόμου ανάμεσα σε πέντε ή έξι ομάδες επιστημόνων, να αποδείξουν ότι ο Αϊνστάιν έκανε λάθος» είπε στους New York Times ο Ronald Hanson, ένας φυσικός επικεφαλής της έρευνας στο Delft.
πηγη

Post a comment

 
Top