Eòlaichean teleportation: mhòir de nàdar a lorg

Eòlaichean teleportation 'S e aon de na pròtacalan as cudromaiche ann an eòlaichean fiosrachaidh. Stèidhichte air na goireasan fiosaigeach air troimhe-chèile, tha e prìomh eileamaid de na diofar fiosrachadh gnìomhan agus a 'riochdachadh pàirt chudromach de eòlaichean teicneòlasan a' cluich pàirt chudromach ann an leasachadh a bharrachd air eòlaichean coimpiutaireachd, lìonraidhean agus conaltradh.

Bho ficsean-saidheans a saidheansail

Tha e air a bhith còrr is fichead bliadhna bhon a chaidh an lorg eòlaichean teleportation, a tha 's dòcha aon de na inntinneach agus brosnachail a' bhuaidh "strangeness" de eòlaichean an cuspairean meacanaigeach. Mus robh iad sin mòr a dhèanamh a lorg, a 'bheachd seo bhuineadh do rìoghachd de ficsean-saidheans. A 'chiad dh'innlich ann an 1931 le Charles H. Cille-ùine "teleportation" air a bhith air a chleachdadh airson tuairisgeul a thoirt air a' phròiseas a 'bhodhaig agus na rudan a tha a' gluasad bho aon àite gu àite, chan e faighinn thairis air an astar eadar iad.

Ann an 1993, dh'fhoillsich e artaigil a 'toirt tuairisgeul am pròtacal de eòlaichean fiosrachaidh, ris an cante "eòlaichean teleportation", a tha a' co-roinn cuid de na comharraidhean air an liostadh gu h-àrd. Tha e unknown staid chorporra siostam a thomhas agus an uair sin an ath-riochdachadh, no "a-rithist a 'dol" ann an iomallach site (fiosaigeach eileamaidean a' chiad siostam a 'fuireach ann an àite a-null). Tha am pròiseas seo a 'cur feum clasaigeach dhòigh conaltraidh agus às do superluminal conaltraidh. Tha e a 'cur feum air beatha troimh-chèile. Gu dearbh, teleportation faodar a faicinn mar ghnàths de eòlaichean fiosrachadh a 'chuid as motha a' sealltainn gu soilleir nàdar na breisleach: gun an làthair an staid a 'gluasad nach biodh e comasach taobh a-staigh frèam Achd na laghan a tha a' toirt cunntas eòlaichean an cuspairean meacanaigeach.

Teleportation air a bhith gnìomhach ann a bhith a 'leasachadh an saidheans fiosrachaidh. Air an aon làimh, a tha an seo bun-bheachdail ghnàths, a tha dreuchd fìor chudromach ann an leasachadh foirmeil eòlaichean fiosrachadh teòiridh, agus air an taobh eile tha e na phàirt bhunaiteach de iomadh teicneòlasan. Tha eòlaichean repeater - phrìomh eileamaid de astar fada conaltraidh. Teleportation eòlaichean suidsichean, coimpiutadh stèidhichte air tomhas agus eòlaichean lìonra - tha a h-uile fo-stuthan dhith. Tha e air a chleachdadh mar inneal sìmplidh airson an rannsachadh "fìor" fiosaigs, sealach air a lùbadh agus Deatachadh dubh tuill.

An-diugh eòlaichean teleportation dhearbhadh ann an deuchainn-lannan air feadh an t-saoghail a 'cleachdadh diofar mònach agus teicneòlasan, a' gabhail photonic qubits, niuclasach iùil-tharraingeach a bheil cudromachd, Optical modhan, buidhnean de dadaman, an glacadh a shaoradh dadaman agus semiconductor siostaman. Sùim gun toraidhean air an coileanadh ann an deuchainnean teleportation raon tighinn le saidealan. A bharrachd air sin, chaidh oidhirpean a dhèanamh gus Sgèile suas ri siostaman nas iom-fhillte.

teleportation de qubits

Eòlaichean teleportation Chaidh iomradh an toiseach airson an dà-ìre siostaman, a 'cho-ainm qubits. Pròtacal a 'beachdachadh air dà iomallach pàrtaidhean, ris an canar Alice agus Bob, a' roinn qubit 2, A agus B a tha ann an-ghlan a ghlacadh stàite, ris an canar cuideachd Bell paidhir. Aig beul Alice thoirt eile qubit agus aig am bheil an staid ρ 'S e neo-aithnichte. Tha e an uair sin a 'gabhail co-eòlaichean tomhas, ris an canar an lorg Bell. Tha e a 'giùlan agus A ann an aon de na ceithir stàitean Bell. Mar thoradh, an taic a staid na qubit nuair a thomhas Alice agus falbhaidh Bob B qubit-mheasta aig an aon àm air D ^† _k ρP _k. Anns a 'cheum mu dheireadh pròtacal Alice cur clasaigeach thoradh air a tomhas Bob, a' buntainn Pauli D _k ghnìomhaiche a thoirt air ais a 'chiad ρ.

Tha a 'chiad stàit a qubit Alice thathar a' meas gun ainm, a chionn 'chaochladh air pròtacal a lùghdachadh a bhith a' tomhas iomallach. A thuilleadh air sin, faodaidh e fhèin a bhith na phàirt de compo siostam nas motha, a cho-roinn le treas-phàrtaidh (sa chùis seo soirbheachail teleportation Feumaidh a h-uile playback correlations seo le treas pàrtaidh).

A àbhaisteach deuchainn eòlaichean teleportation a 'gabhail fìor-ghlan tùsail stàite agus a bhuineas do cuingealaichte aibidil, mar eisimpleir, sia bataichean an Bloch chruinne. Ann an làthair decoherence càileachd an ath-stàite urrainn a chur an cèill quantitatively ceart teleportation F ∈ [0, 1]. Tha seo a 'mionaideachd eadar stàitean Alice agus Bob, averaged thar na h-uile a' lorg toraidhean an Bell agus a 'chiad aibidil. Airson beag luachan ceart de dhòighean-obrach ann, a 'toirt cothrom airson neo-iomlan teleportation gun stòras eadar-fhighte. Mar eisimpleir, Alice dòcha dìreach a thomhas bho thùs le bhith a 'cur Bob airson ullachadh na thig na stàite. Tha seo a 'tomhas-trèanadh ro-innleachd ris an canar "clasaigeach teleportation." Tha a 'char as neo-mhearachdachd F _class = 2/3 airson sam bith a chur a-steach stàit, co-ionann ri chèile neo-thaobhach na h-aibidil mar an Bloch chruinne sia pòlaichean.

Mar sin, comharra soilleir air an cleachdadh eòlaichean goireasan a tha mionaideach luach F> F _clas.

Neo-aon qubit

A rèir eòlaichean fiosaig, teleportation de qubits nach eil ach beagan, dh'fhaodadh e gabhail a-steach siostam ioma-thaobhach. Airson gach crìochnach tomhas d urrainn a chur ri chèile freagarrach sgeama teleportation cleachdadh bunait maximally a` dol an sàs staid bheactaran a dh'fhaodadh a bhith air fhaotainn bho a thoirt maximally ghlacadh stàite agus stèidh {U _k} aonadach oibrichean sàsachadh ^{_{tr (U † j U k)}} = dδ j, k . A leithid pròtacal Faodar a thogail airson sam bith crìochnach-Hilbert rùm r. N. siostaman air leth caochlaideach.

A thuilleadh, eòlaichean teleportation urrainn buntainn ri siostaman neo-chrìochnach le Hilbert àite, ris an canar a 'sìor-chaochlaideach siostaman. Mar riaghailt, tha iad a thuig le Optical Higgs modhan, an dealain-achadh a faodar a ràdh quadrature oibrichean.

Agus mì-chinnt prionnsabal na Gaoithe

Dè an astar de eòlaichean teleportation? Tha fiosrachadh air a sgaoileadh aig astar a tha coltach ris an astar a sgaoileadh an aon àireamh de clasaig - 's dòcha le astar an solas. Theoretically, faodaidh e mar sin a chleachdadh, mar a clasaigeach chan urrainn - mar eisimpleir, ann an eòlaichean coimpiutaireachd, far a bheil an dàta a tha ri fhaotainn a-mhàin ri faighinn na litir.

A bheil eòlaichean teleportation thrèigsinn an Prionnsabal Mì-chinnt? San àm a dh'fhalbh, an smuain nan teleportation cha ghabh e suim a ghabhail le sgoilearan, oir bhathar a 'creidsinn gu bheil e na bhristeadh prionnsabal a' cur bacadh sam bith tomhais no sganaidh a 'phròiseas a tharraing a h-uile atam no fiosrachadh eile a nì. Ann an co-rèir ris a 'phrionnsapal mì-chinnt, a tha nas mionaidiche an nì a' sganadh, an tuilleadh tha e air buaidh a thoirt air an sganaidh a 'phròiseas gus puing Thathar a' ruighinn nuair a thùsail staid an rud dragh a chur air a leithid an ìre gu bheil barrachd Chan fhaighear fiosrachadh gu leòr a chruthachadh mac-samhail. Tha e fuaimean creidsinneach: ma tha neach nach urrainn earrainn fiosrachadh bho an nì a chruthachadh foirfe lethbhreacan, an dàrna nach urrainn a bhith air a dhèanamh.

Eòlaichean Teleportation airson Dummies

Ach 'sia-saidheans (Charles Bennett, Zhil Brassar, Claude Crépeau, Richard Dzhosa, Aser Peres, agus Uilyam Vuters) dòigh a lorg timcheall air loidsig seo, a' cleachdadh ainmeil agus paradoxical feart de eòlaichean an cuspairean meacanaigeach ris an canar Einstein-Podolsky-Rosen. Fhuair iad a-slighe gu sganadh am fiosrachadh teleported rud A, agus na tha air fhàgail untested cuibhrionn via a 'bhuaidh a gluasad nithean eile ann an conaltradh le A-riamh fanaibh.

Mar sin, le bhith a 'cur a-steach C dh'aithneachadh an urra ri sganadh fiosrachadh a chur a-steach a-steach don stàit gus A sganadh. Fhèin agus chan eil anns an aon staid mar a thionndadh sganaidh a 'phròiseas, mar sin a choileanadh tha teleportation, nach mic-shamhail.

An strì airson an raon

• Tha a 'chiad eòlaichean teleportation ghabh àite ann an 1997, cha mhòr aig an aon àm le eòlaichean-saidheans bho Oilthigh Innsbruck agus Oilthigh Ròimh. Rè an deuchainn a photon tùs a bhith polarization, agus aon de paidhir a` dol an sàs photons air atharrachadh gus am bi an dàrna tùsail polarization photon fhuair. Mar so tha an dà chuid photons math bho chèile.
• Ann an 2012, cunbhalach eòlaichean teleportation (An tSìn Oilthigh Saidheans agus Teicneòlas) tro Alpine Lake aig astar de 97 km. Tha sgioba de luchd-saidheans bho Shanghai stiùireadh le Juan Iinem a stiùireadh sealltainn 's dòcha a' leasachadh dòigh ceadaichte dìreach cuimsichte sail.
• San t-Sultain, a 'chlàr eòlaichean teleportation air 143 km a dhèanamh aon bhliadhna. -Ostair-saidheans bho Acadamaidh Saidheansan na h-Ostaire agus Oilthigh Vienna fo stiùireadh Antona Tsaylingera air a bhith soirbheachail a chraoladh eòlaichean stàitean eadar an dà Eileanan Canary La Palma agus Tenerife. Tha an deuchainn a chleachdadh Optical conaltradh dà-loidhnichean ann an fosgailte, kvantumnaya agus clasaigeach, tricead uncorrelated polarization steigte paidhir photons stòran, sverhnizkoshumnye aon-photon lorgairean agus grunn gleoc synchronization.
• Ann an 2015, luchd-rannsachaidh bho na Stàitean Institiud Nàiseanta Ìrean agus Teicneòlas airson a 'chiad uair a rinn a' gluasad fiosrachadh thairis air astar còrr is 100 km de Optical freumhag. Chaidh seo a dhèanamh comasach taing don Institiùd a chruthachadh photon lorgair cleachdadh superconducting nanowires de molybdenum silicide.

Tha e soilleir gu bheil an leth freagarrach de eòlaichean-siostam no teicneòlas Chan eil fathast ann, agus a 'mhòr-lorg an àm ri teachd a tha fhathast ri thighinn. A dh'aindeoin sin, faodaidh sinn feuchainn ri aithneachadh ghabhas tagraichean airson iarrtasan sònraichte de teleportation. Freagarrach gintinn eadar gnèithean iad a 'toirt seachad bunait chunbhalach agus dhòighean-obrach a dh'fhaodadh a thoirt seachad as gealltanach ri teachd airson eòlaichean teleportation agus a iarrtasan.

astaran goirid

Teleportation astar goirid (1 m) mar eòlaichean coimpiutadh subsystem gealltanach semiconductor innealan, as a tha diagram de QED. Gu sònraichte, superconducting qubits transmonovye urras deterministic agus glè neo-mhearachdach teleportation chip. Tha iad cuideachd cothrom dhìreach sruth fìor-ùine, a rèir coltais air duilgheadasan photonic chips. A bharrachd, tha iad a 'toirt tuilleadh scalable ailtireachd, agus air fhilleadh nas fheàrr a th' ann teicneòlasan mar an taca ri dòighean-obrach, leithid glacte ions. An-dràsta, an aon rud a tha dhìth a rèir coltais tha na siostaman seo air am beagan ùine co-leanailteachd (

City link

Us Teleport a 'bhaile sgèile (grunn cilemeatair) a dh'fhaodadh a bhith a' leasachadh a 'cleachdadh modhan Optical. Aig gu leòr ìosal call, na siostaman seo a 'toirt seachad àrd-luaths agus bandwidth. Faodaidh iad a bhith air a leudachadh bho desktop implementations a 'mheadhan-raon na siostaman a tha ag obair thairis air an adhair no Optical freumhag, le ghabhas amalachadh le ensemble de eòlaichean chuimhne. Thairis air astar fada, ach le ìsle astar a choileanadh le dà-chonnaidh air an dòigh-obrach no le bhith a 'leasachadh deagh repeaters stèidhichte air neo-Gaussian pròiseasan.

tele-chonaltraidh,

Long-astar eòlaichean teleportation (còrr is 100 km) a tha gnìomhach sgìre, ach fhathast a 'fulang bho fosgailte duilgheadas. Polarization qubits - an giùlan as fheàrr airson ìosal Teleport astar fada thairis fibre optic loidhnichean conaltraidh agus tro èadhar, ach aig an àm am pròtacal S e probabilistic air sgàth neo-choileanta lorgaidh Bella.

Ged probabilistic teleportation sàs tha freagarrach airson iarrtasan mar grùdaireachd de sàs agus eòlaichean cryptography, ach tha e gu soilleir eadar-dhealaichte bho conaltraidh anns a bheil an taic Feumaidh am fiosrachadh a bhith air an làn a ghleidheadh.

Ma ghabhas sinn ri seo probabilistic nàdar, a 'cur an gnìomh an saideal a tha taobh a-staigh ruigsinneachd teicneòlasan nuadh. A thuilleadh air an amalachadh tracadh dhòighean-obrach, a 'phrìomh dhuilgheadas a tha na àrd call adhbhrachadh le sgaoileadh na saile. Faodar seo a 'faighinn thairis air ann far an sàs rèiteachaidh a sgaoileadh bho saideal gu talmhaidh telescope le mòr fhosglaidh. Ma saideil fhosglaidh de 20 cm aig 600 km àirde agus 1 m fhosglaidh telescope air an talamh, aon a 'sùileachadh mu 75 DB de chall ann an downlink sianal a tha nas lugha na 80 DB call aig ìre talmhainn. Buileachadh an "talamh saideil" no "companach saideil" tha nas toinnte.

eòlaichean memory

Ri cleachdadh teleportation mar phàirt de lìonra scalable tha e dìreach co-cheangailte ri a amalachadh le eòlaichean chuimhne. Tha an dàrna Feumaidh leth a thaobh èifeachdais de goireasan eadar-aghaidh atharrachadh "rèididheachd-chùis ', an neo-mhearachdachd a' clàradh agus a 'leughadh, uair agus stòradh comas, àrd astar agus stòradh comas. A 'chiad uile leigeil leat cleachdadh repeaters airson àrdachadh conaltradh fada nas fhaide na dìreach a' gluasad a 'cleachdadh nan còdan ceartachadh mearachd. Tha leasachadh deagh eòlaichean memory leigeadh chan ann a mhàin a 'sgaoileadh agus a' dol an sàs teleportation lìonra conaltraidh, ach cuideachd co-cheangailte ri làimhseachadh fiosrachadh a stòradh. Cheann thall, dh'fhaodadh seo Cuir a-steach lìonra eadar-nàiseanta a sgaoileadh eòlaichean a 'choimpiutair no bhunait airson àm ri teachd eòlaichean eadar-lìon.

leasachaidhean gealltanach

Niùclasach cheòltairean traidiseanta beachdachadh tarraingeach seach gun robh iad èifeachdach iompachadh an "solas-chùis" agus an millisecond amannan stòradh, a dh'fhaodas a bhith suas ri 100 ms feum a thar-chur solas air feadh na cruinne. Ach, nas adhartaiche a leasachadh a tha a-nis a 'sùileachadh air bunait semiconductor siostaman, far a bheil sàr-eòlaichean a shnìomh ensemble memory dìreach co-fhillte leis an scalable ailtireachd cuairt QED. Tha seo a 'chuimhne nach urrainn-mhàin leudachadh co-leanailteachd àm cuairt QED, ach cuideachd a' toirt seachad Optical-microwave eadar-aghaidh airson a 'interconversion de Optical tele-chonaltraidh agus sliseagan microwave photons.

Mar sin, san àm ri teachd a lorg de luchd-saidheans ann an raon eòlaichean eadar-lìon a tha buailteach a bhith stèidhichte air astar fada Optical conaltradh, conjugated semiconducting aonadan airson eòlaichean giullachd fiosrachaidh.