Физици за първи път осъществиха квантова телепортация под вода

Китайски учени успешно са изпратили информация между заплетени частици през морска вода, като този тип квантова комуникация се извършва за първи под вода.

При този експеримент, целящ да се докаже теоретичната основа на практика, информацията е изпратена през воден резервоар, пълен с морска вода, с дължина 3.3 м, но учените смятат, че ще могат да използват същата техника, за да изпращат данни, които не могат да се хакнат на разстояние 900 м през открити водни пространства.

"Хората обсъждат идеята за подводна квантова комуникация отпреди, но не знам някой да е извършвал експеримент като този," казва Томас Джениуайн от Университета във Ватерло, Канада.

"Очевидно приложение би било при подводница, която иска да остане потопена, но да комуникира по дискретен начин."

Квантовата комуникация е голяма работа – позната е още като квантова телепортация и обещава да позволи на хората да изпращат съобщения, които ще бъдат предпазени от чужди очи от законите на физиката. Това е перфектната криптографска техника!

Основава се на идеята за квантовото заплитане – странното явление, което Айнщайн нарича "призрачно действие от разстояние". Като цяло, квантовото заплитане означава, че две частици стават неразривно свързани, и каквото и да се случи на едната, засяга автоматично и другата, без значение колко далеч една от друга са.

Чрез този механизъм, учените вече са "телепортирали" информация на големи разстояния чрез оптични влакна и дори в открития космос.

По-рано тази година екип от китайски учени успяха да използват квантово заплитане, за да телепортират информация до сателит в орбита около земята, отдалечен на повече от 500 км.

Но до днес никой не го бе извършвал под водата, която е известна с това, че разпръсква всичко, което се опитваме да излъчим през нея. Представете си лазерен лъч, насочен към водната повърхност.

За този експеримент учените от Шанхайския университет Джао Тонг взели вода от Жълто море и я поставили в 3-метров аквариум в лабораторията си.

След това те създали една двойка заплетени фотони като прекарали лъч светлина през кристал. Независимо от поляризацията на единия от фотоните, неговото другарче автоматично става с обратен заряд.

Тези частици били поставени в противоположните краища на резервоара и учените показали, че въпреки че те са разделени от метри морска вода, те могат точно да си предават информация помежду си в над 98% от времето.

"Резултатите ни потвърждават осъществимостта на морски квантов канал и представляват първата крачка към подводната квантова комуникация," пишат учените в научното списание The Optical Society.

Но все още е рано да си вадим грандиозни заключения и е важно други екипи да повторят експеримента и да постигнат същите резултати. Те трябва да проверят дали същото може да се осъществи не само на по-големи разстояния, но и през морска вода, която не е ограничена от аквариум.

Въз основа на изчисленията на екипа, те смятат, че е възможно да се постигне квантова комуникация през открити водни пространства на разстояние от 885 м чрез фотони в синьо-зеления спектър.

Според други научни изчисления, механизмът на квантовата комуникация е много по-ограничен – само до 120 м.

"Тъй като морската вода абсорбира светлината, увеличаването на разстоянието ще е трудно," казва Джефри Улман, физик от Мисурския университет в Колумбия.

Колко на далеч можем да разтеглим подводния канал за квантова комуникация, остава въпрос с отворен отговор, но учените вече поне показаха, че процесът е осъществим. Въпрос на време е човечеството да премине и тази пространствено-времева граница.

Добре дошли в бъдещето!

по статията работи: Величка Мартинова

източник: sciencealert.com