Установлен новый рекорд в области квантовых коммуникаций - время удержания квантовой запутанности составило один час.

Квантовая запутанность


Исследователи из Института Нильса Бора (Niels Bohr Institute) установили новый рекорд в области квантовых оптических коммуникаций. Им удалось поддержать квантовую запутанность двух облаков, состоящих из атомов цезия, в течение одного часа. Это достижение, несомненно, является огромным шагом к тому, что бы наконец-то квантовые оптические коммуникации, которые являются средой для абсолютно безопасной передачи данных, вышли из стен лабораторий и стали применяться для обеспечения работы Интернета, к примеру.

Ключевым моментом квантовой передачи данных на большие расстояния является явление квантовой запутанности двух атомарных систем. Между запутанными атомарными системами существует призрачная связь, не зависящая от расстояния, на которое удалены друг от друга эти системы. Благодаря этой связи обе системы влияют друг на друга на квантовом уровне, стоит изменить одну из характеристик одной из систем, как моментально это изменение проявится и в других системах, связанных с первой явлением запутанности. Однако, связь, обеспечивающая квантовую запутанность, чрезвычайно хрупка, и до настоящего времени исследователям удавалось поддерживать частицы и атомы в запутанном состоянии всего в течение долей секунды.

Для создания квантовой запутанности двух облаков атомов цезия исследователи использовали свет лазера. Но, когда атомы облучаются светом, они поглощают фотоны. Спустя некоторое время спонтанно эти фотоны испускаются атомами назад. Данный процесс, называемый переизлучением света, является препятствием для удержания явления квантовой запутанности вследствие того, что он полностью неконтролируем, а излучение фотона атомом приводит к разрыву квантовой связи.

"Нам удалось захватить контроль над этим спонтанным процессом и использовать его в своих интересах" - рассказывает профессор Юджин Ползик (Eugene Polzik), директор датского Национального исследовательского центра и научного фонда, функционирующего под эгидой университета Копенгагена.

Исследовательская группа проводила эксперименты с квантовой запутанностью, используя два облака атомов цезия, помещенных в отдельные стеклянные контейнеры. Освещая эти облака светом лазера, исследователи управляли коллективным вращением атомов цезия. А при определенных условиях между этими облаками возникала связь и они становились запутанными на квантовом уровне, разделяя между собой их физические и квантовые свойства. Совершенно естественно, что атомы переизлучали фотоны света, из-за чего квантовая запутанность исчезала через доли секунды.

"Но мы разработали технологию, благодаря которой получилось возобновлять квантовую запутанность облака быстрее, чем она исчезает естественным путем. Таким образом мы можем поддерживать квантовую запутанность между двумя облаками атомов все время, которое длится эксперимент. В нашем случае это составило около одного часа" - объясняет Ханна Кротер (Hanna Krauter), ученый - квантовый физик и исследователь из института Нильса Бора.

Данные исследования проводились совместно с учеными из института квантовой оптики Макса Планка в Германии, которые разработали теоретические и математические модели проведенного эксперимента. Физики-теоретики уже в течение пяти последних лет разрабатывали подобные методы и доказывали их работоспособность, но только сейчас, благодаря развитию новых технологий, исследователям удалось реализовать эти методы на практике и заставить и работать.

"Наш прорыв имеет огромный потенциал и обеспечивает новый подход и новый взгляд на область квантовых коммуникаций" - объясняет профессор Юджин Ползик. - "Это, несомненно, станет первым, что заставит практически работать квантовые коммуникации и сделает возможным создание "квантового Интернета"".




Ключевые слова:
Квантовые, Оптические, Коммуникации, Связь, Запутанность, Атом, Частица, Облако, Вращение, Время, Рекорд, Лазер, Свет

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые создали первый прототип квантового "жесткого диска"
  • Исследователи добились устойчивой двусторонней телепортации квантовой инфор ...
  • Расширяя теорию Эйнштейна исследователи демонстрируют новый вид квантовой з ...
  • Ученым удалось запутать на квантовом уровне два кристалла алмаза миллиметро ...
  • Созданы первые связанные на квантовом уровне атомы-близнецы.




  • 25 августа 2011 10:37
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3877
    Час времени, это уже нормально для того, что бы всерьез думать о практическом применении этой штуки в коммуникациях. Но, быстрее всего, если тут облако из атомов цезия, то это означает, что все происходит при криогенных температурах.


    --------------------
        
    25 августа 2011 20:46
    #2 Написал: RaVeN

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    Можно даже сказать, что они могут удерживать сцепленность более часа, но, по правде говоря, постоянное облучение лазером - не приемлимый вариант.
        
    25 августа 2011 21:28
    #3 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1018
    В подобной статье для квантовой зависимости использовали не лазер, а микроволны, при этом говорилось про более оптимистичные результаты. Имхо, лазеры нецелесообразно использовать для квантовых связей как в энергетическом ракурсе, так и сложности процесса.


    --------------------
        
    26 августа 2011 01:58
    #4 Написал: Мозгонавт

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Прочитал статью на Вики насчёт квантовой запутанности (сцепленности). Насколько я понял, то с помощью этого явления нельзя передать информацию:
    Сцепленность приводит к интересным взаимоотношениям с принципом относительности, который утверждает, что информация не может переноситься с места на место быстрее, чем со скоростью света. Хотя две системы могут быть разделены большим расстоянием и быть при этом сцепленными, передать через их связь полезную информацию невозможно, поэтому причинность из-за сцепленности не нарушается. Это происходит по двум причинам:
    1. результаты измерений в квантовой механике носят принципиально вероятностный характер;
    2. Теорема о запрете клонирования запрещает статистическую проверку сцепленных состояний.

    Единственное, что я из этого понял - это то, что, скажем, рацию, работающую на абсолютно любом расстоянии (хоть метр, хоть миллион световых лет) создать невозможно. А жаль... recourse
        
    27 августа 2011 19:10
    #5 Написал: gendalf

    Публикаций: 0
    Комментариев: 620
    Мозгонавт, дайош забивание на Эйнштейна и развитие квантовых систем am
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.