Только ленивый еще не посмеялся и не постебался над вчерашними заголовками новостей о том, что Правительство России изучает возможность внедрения телепортации. Я сам если честно услышав это по радио сначала подумал, что какая то шутка что ли или не уж то уже совсем "клиника"? Но все же сегодня решил копнуть эту тему подробнее и вот что выясняется ...
Агентство стратегических инициатив (АСИ) прокомментировало вызвавшую резонанс в СМИ и блогосфере публикацию о планах внедрить в России телепортацию к 2035 году. В агентстве заявили, что речь идет о квантовой телепортации, которая по сути представляет собой просто очень надежную линию связи.
"В отличие от телепортации в фантастике, в квантовой телепортации ни перемещения материи, ни перемещения энергии не происходит. Это всего лишь сверхнадежная линия связи", - пояснил Русской службе Би-би-си директор направления "Молодые профессионалы" АСИ Дмитрий Песков, который занимался разработкой этого направления.
Ранее газета "Коммерсант" опубликовала заметку, согласно которой в эту среду межведомственная рабочая группа в правительстве обсудит реализацию программы "Национальная технологическая инициатива", разработанной в АСИ.
По данным издания, НТИ предполагает в 2025-2035 годах "внедрение нейроинтерфейса, квантовых вычислений, телепортации, использование природоподобных явлений для передачи информации".
Упоминание телепортации вызвало острую реакцию в средствах массовой информации и социальных сетях. Многие журналисты посчитали, что к 2035 году агентство планирует внедрить именно технологию моментального перемещения в пространстве материальных объектов.
Что такое квантовая телепортация
Песков подтвердил Би-би-си, что в среду на межведомственной рабочей группе в правительстве обсуждалась дорожная карта по развитию рынка систем безопасности SafeNet. По его словам, одной из частей разработок по развитию этого рынка является развитие квантовых коммуникаций и квантовых линий связи.
Он отметил, что квантовые линии связи уже стали коммерческим продуктом. "Первая такая линия была создана Российским квантовым центром по контракту с "Газпромбанком" и уже действует", - пояснил Песков.
По его словам, квантовые линии используются в том числе и для квантовой телепортации – это "перенос поляризационного состояния фотонов в прострации".
По словам Пескова, СМИ сообщили, что правительство только приступило к реализации НТИ, хотя на самом деле программа реализуется уже достаточно давно и уже дала первые результаты. Он также отметил, что журналисты "Коммерсанта" не обращались к нему за разъяснениями насчет упомянутой в документе технологии телепортации.
Квантовая телепортация – одно из наиболее интересных и парадоксальных проявлений квантовой природы материи, вызывающее в последние годы огромный интерес специалистов и широкой публики. Термин телепортация взят из научной фантастики, однако в настоящее время широко используется в научной литературе. Квантовая телепортация означает мгновенный перенос квантового состояния из одной точки пространства в другую, удаленную на большое расстояние.
ЭПР-парадоксВ период активного развития квантовой теории, в 1935 году, в знаменитой работе Альберта Эйнштейна, Бориса Подольского и Натана Розена «Может ли квантово-механическое описание реальности быть полным?» был сформулирован так называемый ЭПР-парадокс (парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена).
В основе парадоксе лежит вопрос о том, может ли Вселенная быть разложена на отдельно существующие «элементы реальности» так, что каждый из этих элементов имеет своё математическое описание.
Авторы показали, что из квантовой теории следует: если есть две частицы A и B с общим прошлым (разлетевшиеся после столкновения или образовавшиеся при распаде некоторой частицы), то состояние частицы B зависит от состояния частицы A и эта зависимость должна проявляться мгновенно и на любом расстоянии. Такие частицы называют ЭПР-парой и говорят, что они находятся в «запутанном» состоянии.
В 1980 году Алан Аспект экспериментально показал, что в квантовом мире ЭПР-парадокс действительно имеет место. Специальные измерения состояния ЭПР-частиц A и B показали, что ЭПР-пара не просто связана общим прошлым, но частица B каким-то образом мгновенно «узнает» о том, как была измерена частица A (какую ее характеристику измеряли) и какой получился результат.
В 1993 году Чарльз Беннет и его коллеги придумали, как можно использовать замечательные свойства ЭПР-пар: они изобрели способ переноса квантового состояния объекта на другой квантовый объект с помощью ЭПР-пары и назвали этот способ квантовой телепортацией. А в 1997 году группа экспериментаторов под руководством Антона Цайлингера впервые осуществила квантовую телепортацию состояния фотона.
Экспериментальное подтверждение квантовой телепортацииЯвление квантовой телепортации — передачи квантовой информации (например, направления спина частицы или поляризации фотона) на расстояние от одного носителя другому — уже наблюдалось на практике в случае двух фотонов, фотонов и группы атомов, а также двух атомов, посредником между которыми служил третий. Однако ни один из предложенных способов не годился для практического использования.
Наиболее реалистичной и легко реализуемой на этом фоне выглядит схема, предложенная специалистами из Университета Мэриленда (США) в 2008 году. Под руководством Кристофера Монро ученым удалось осуществить перемещение квантовой информации между двумя заряженными частицами (ионами иттербия), расположенными в метре друг от друга, причем показатель надежности доставки превысил 90 процентов. Каждый из них поместили в вакуум и удерживали на месте с помощью электрического поля. Затем с помощью сверхбыстрого лазерного импульса их заставили одновременно испустить фотоны, благодаря взаимодействию которых частицы вступили в состояние так называемой квантовой запутанности, и «атом В приобрел свойства атома А, несмотря на то, что они находились в разных камерах на расстоянии метра друг от друга».
«На основе нашей системы можно сконструировать крупномасштабный "квантовый повторитель", который будет использоваться для передачи информации на большие расстояния», — подытожил полученные результаты Кристофер Монро.
Наземная оптическая станция Европейского космического агентства на о. Тенерифе – место приема сигнала
В 2012 году ученые-физики из Венского университета и Австрийской академии наук успешно осуществили квантовую телепортацию на рекордное расстояние в 143 км — между двумя островами Канарского архипелага — Ла Пальма и Тенерифе. Предыдущий рекорд был поставлен за несколько месяцев до этого китайскими учеными, осуществившими телепортацию квантового состояния на 97 км. Специалисты уверены, что данные эксперименты позволят создать в будущем сеть спутниковой квантовой связи.
Эксперимент, проведенный международной командой ученых под руководством австрийского физика Антона Цайлингера, закладывает фундамент для всемирной информационной сети, в которой квантово-механические эффекты используются для того, чтобы сделать обмен сообщениями более безопасным, и обеспечить намного более эффективное выполнение некоторых типов вычислений. В этом «квантовом интернете» квантовая телепортация станет ключевым протоколом связи между квантовыми компьютерами.
В этом эксперименте квантовые состояния — но не материя или энергия – передаются на расстояние, которое, в принципе, может быть сколь угодно большим. Процесс может работать даже в том случае, если местоположение получателя неизвестно. Квантовая телепортация может использоваться как для передачи сообщений, так и для выполнения операций квантовыми компьютерами. Для реализации подобных задач необходимо обеспечить надежный способ передачи фотонов на большие дистанции, при котором их хрупкое квантовое состояние будет оставаться неизменным.
В 2015 году учёным из Национального института стандартов и технологий действительно удалось побить предыдущий рекорд, улучшив его в четыре раза с 25 километров до 100. Они сумели передать квантовую информацию от одного фотона к другому при помощи оптоволоконного кабеля. Получилось у них это благодаря новым детекторам, которые способны улавливать слабый сигнал одинокой световой частицы. Тем не менее, более 99% фотонов, участвующих в эксперименте, так и не смогли добраться до пункта назначения.
Перспективы применения квантовой телепортацииВ различных странах обсуждаются программы по применению эффекта квантовой телепортации для создания квантовых оптических компьютеров, где носителями информации будут фотоны. Первые электронные компьютеры потребляли десятки киловатт энергии. Скорость работы квантовых компьютеров и объемы информации будут на десятки порядков превосходить таковые у существующих компьютеров. В будущем сети квантовой телепортации получат такое же распространение, как современные телекоммуникационные сети. Кстати, квантовые вирусы будут гораздо опаснее нынешних сетевых, так как после своей телепортации они смогут существовать вне компьютера. Квантовые компьютеры будут реализовывать «холодные» вычисления, работая практически без затрат энергии. Ведь трение, ведущее к бесполезному расходованию энергии, – понятие макроскопическое. В квантовом мире главный вредитель – шум, исходящий из некоррелированного взаимодействия объектов друг с другом.
К настоящему времени квантовая информатика обрела все признаки точной науки, включая систему определений, постулатов и строгих теорем. К числу последних относится, в частности, теорема о невозможности клонирования кубита*, строго доказанная с применением теории унитарного оператора квантовой эволюции. То есть невозможно, получив полную информацию о квантовом объекте A (изначально его состояние неизвестно), создать второй, точно такой же, объект, не разрушив первый. Дело в том, что создание двух кубитов – абсолютных копий друг друга – приводит к противоречию, которое можно было бы назвать парадоксом квантовых близнецов. Однако и без того ясно, что создание двух электронов в одном и том же квантовом состоянии невозможно в силу ограничения, накладываемого принципом Паули. Парадокс близнецов не возникает, если при клонировании снабжать копии отличительными признаками: пространственно-временными, фазовыми и др. Тогда генерацию лазерного излучения можно понимать как процесс клонирования фотона-затравки, попавшего в среду с оптическим усилением. Если же к квантовому копированию подходить строго, то рождение клона должно сопровождаться уничтожением оригинала. А это и есть телепортация.
источники
http://www.bbc.com/russian/news/2016/06/160622_russia_teleport_explanation
https://lenta.ru/news/2016/06/22/teleportation/
http://hi-news.ru/technology/uchyonym-udalos-teleportirovat-foton-na-rasstoyanie-v-100-kilometrov.html
http://nowimir.ru/DATA/070806.htm
https://vc.ru/n/russia-portal
https://lenta.ru/news/2016/06/22/teleport/
Вот такая спорная тема еще существует в обсуждении:
Септонное поле Животного начала, а вот оказывается существуют
«Реки кислорода» в недрах Земли. Совсем недавно
Ученые объявили об обнаружении гравитационных волн. Посмотрите на
Самый маленький в мире медицинский шприц, а вот
Первый и единственный бессмертный человек
