Teleportation Quantum: o le mea sili ua mauaina o physicists

Quantum teleportation o se tasi o le taiala sili ona taua i faamatalaga quantum. Faavae i luga o le punaoa faaletino o le le mautonu, o le elemene autu o le galuega eseese faamatalaga ma faatusa o se vaega taua o tekinolosi quantum taaalo i se matafaioi autu i le toe atinaeina o quantum le fuafuaina, o upega o fesootaiga ma fesootaiga.

Mai faasaienisi talafatu i suesuega faasaienisi

Ua silia ma le lua tausaga talu mai le mauaina o teleportation quantum, lea atonu o se tasi o taunuuga aupito sili ona manaia ma matagofie o le "uiga ese" o le inisinia quantum. I luma o nei na faia mea sili ua mauaina, auai lenei manatu i le malo o talafatu faasaienisi. Muamua fausia i le 1931 e Charles H. Fort faaupuga "teleportation" Ua talu mai ona faaaoga e faamatala ai le faagasologa lea e faaliliu ai le tino ma le mea faitino mai le tasi nofoaga i le isi, e le manumalo lava le mamao i le va i latou.

I le 1993 na ia lomia se mataupu faavae o loo faamatalaina ai le maliega faafeagaiga o faamatalaga quantum, e taʻua "teleportation quantum", oe na o nisi o faailoga o loo lisiina i luga. E tulaga iloa o se faiga faaletino o loo fuaina ma mulimuli ane toe faia, po o le "toe alu" i le nofoaga maotua (o le elemene faaletino o le faiga uluai tumau i le faaliliuina nofoaga). O lenei faagasologa e manaomia ai le auala masani o fesootaiga ma aveesea fesootaiga superluminal. E manaomia ai se olaga o le le mautonu. O le mea moni, teleportation e mafai ona manatu i ai o se maliega faafeagaiga o faamatalaga quantum e matuai manino ai e faaalia ai le natura o le le mautonu: e aunoa ma o le a le mafai ai i le afioaga o se tulaga o le faaliliuina atu i totonu o le faavae o le tulafono o loo faamatalaina ai le inisinia quantum.

ua taaalo Teleportation se matafaioi ola i le atinae o le faasaienisi o faamatalaga. I le isi itu, o se maliega faafeagaiga conceptual lenei, lea ei ai se matafaioi taua i le atiina ae o se quantum aloaia teori faamatalaga, ma i le isi o se vaega taua o le tele o tekinolosi. O le repeater quantum - o se elemene autu lea o fesootaiga mamao. Teleportation switches quantum, fuafuaina e faavae i le fuaina ma quantum fesootaiga - uma e pogai ai. O loo faaaogaina e avea o se meafaigaluega faigofie mo le suesueina o le "matuia" o le fisiki, i le tumau curves ma evaporation o pu uliuli.

I aso nei teleportation quantum faamauina i suʻesuʻega i le lalolagi e faaaoga ai le tele o substrates ma tekinolosi, e aofia ai qubits photonic, resonance maneta faaniukilia, modes opitika, vaega o atoms, o le utia atoms ma faiga semiconductor. taunuuga maoae ua ausia i le tele teleportation suesuega afio mai ma satelite. Gata i lea, sa faia ai taumafaiga e fua i luga e sili faiga lavelave.

teleportation o qubits

na uluai faamatalaina Quantum teleportation mo le faiga e lua tulaga, o le mea ua taʻua o qubits. Protocol iloiloina vaega maotua e lua, ua taʻua o Alice ma Bob, o le faasoa atu qubit 2, A ma le B o loo mama tulaga lavelavea, ua taua foi pea Bell. I le tuuina mai e ulufale atu Alice isi qubit ma o lona tulaga ρ o mailoa. O lea faatinoina a fua quantum soofaatasi, taua o le mauaina o Bell. E tauaveina a ma se i se tasi o le setete Bell fa. O se taunuuga, o le sao o le tulaga o le qubit pe fuaina Alice mou ma qubit taimi e tasi fana Bob B i P ^† _k ρP _k. I le maliega faafeagaiga laasaga mulimuli auina atu Alice o se taunuuga masani o lona fua Bob, o le na faatatau Pauli P faagaoioia _k e toefuatai mai le uluai ρ.

ua manatu le tulaga muamua o se qubit Alice le mailoa, ona ua faaitiitia ese le maliega faafeagaiga i lona fua taumamao. I le faaopoopo atu, e mafai lava ona avea o se vaega o se faiga e tuʻufaʻatasi tetele, faasoa atu i se isi vaega (i lenei tulaga teleportation faamanuiaina manaomia correlations playback uma ma lenei vaega lona tolu).

O se faataitaiga masani o teleportation quantum e tulaga muamua i le mama ma auai i se alafapeta faatapulaaina, mo se faataitaiga, e ono pou o le lalolagi Bloch. I le afioaga o le decoherence tulaga o le mafai ona faamatalaina tulaga toe fausiaina quantitatively ∈ saʻo teleportation F [0, 1]. O lenei sao atoatoa i le va o setete o Alice ma Bob, e tusa ma i luga o le taunuuga mauaina uma o le Bell ma le alafapeta uluai. Mo tulaga faatauaina itiiti o le saʻo atoatoa o metotia i ai, e faatagaina ai mo le atoatoa teleportation aunoa ma punaoa lavelave. Mo se faataitaiga, e mafai ona tuusaʻo fua Alice lona tulaga uluai ala i le auina Bob mo le sauniuniga o le tulaga na oo mai. Lenei fua-aoaoga fuafuaga faataatitia o le taʻua o ia o "teleportation masani." O loo i ai se sao atoatoa aupito maualuga o le F _vasega = 2/3 mo so o se sao o tulaga, o le faaalafapeta tutusa taufai unbiased tuutuuga e pei o le Bloch lalolagi ono pou.

Lea, o se faailoga manino o le faaaogaina o punaoa quantum o se F taua le saʻo> F _vasega.

E le o se qubit tasi

E tusa ai ma le fisiki quantum, e lē faatapulaaina teleportation o qubits, e mafai ona aofia ai se faiga eseese e faatafa-. Mo taitasi d fua gata e mafai ona tuufaatasia faavae teleportation polokalame lelei e faaaoga maximally lavelavea vectors tulaga lea e mafai ona maua mai i se tuuina maximally lavelavea tulaga ma se faavae {U _k} faagaoioia unitary faamalieina ^{_{tr (U † j U k)}} = dδ j, k . O a mafai ona fausia maliega faafeagaiga mo so o se gata-Hilbert r avanoa. N. faiga ma liuliuina motu.

Gata i lea, e mafai ona talosaga i teleportation quantum faiga e le uma le avanoa Hilbert, faatulagaga o faaauau pea-ma liuliuina. O se tulafono, o loo latou iloa e modes boson opitika, o le fanua o le eletise lea e mafai ona faamatalaina e faagaoioia quadrature.

Saosaoa ma le le mautonu mataupu faavae

O le a le saoasaoa o teleportation quantum? ua faaooina atu faamatalaga i se saoasaoa faapena i le saoasaoa o le tuuina atu o le numera lava lea e tasi o masani - atonu ma le saosaoa o le malamalama. Theoretically, e mafai ona faapea ona faaaoga, o le masani e le mafai ona - mo se faataitaiga, i le fuafuaina quantum, pe afai o le faamatalaga o loo maua na o le taliaina.

Pe teleportation quantum solia le Mataupu Faavae mautonu? I aso ua mavae, o le manatu o le teleportation e le moni ave mamafa i tagata atamamai, aua sa talitonu o ia mea e solia ai le mataupu faavae o le faasaina o so o se fua po o le faitauina o le faagasologa ina ia maua mai atomu faamatalaga uma po o isi mea faitino. E tusa ai ma le mataupu faavae o le le mautonu, o le tele tonu le ua tilotilo faavave i mea, o le tele o lo o aafia i le faagasologa o le faitauina o seia oo ina taunuu i se tulaga pe afai o le tulaga autu o le mea faalavelaveina i se tulaga e sili atu e le mafai ona maua lava faamatalaga e fatu ai se faatusa. E foliga faatalitonuina: pe afai e le mafai ona ia maua mai se tagata faamatalaga mai le mea e fatu ai ni kopi atoatoa, e le mafai ona faia e le gata ai.

Quantum Teleportation mo Dummies

Ae o le saienitisi ono (Charles Bennett, Zhil Brassar, Claude Crépeau, Richard Dzhosa, Asera Peres, ma Uilyam Vuters) maua se auala o loo siomia ai o lenei faamasinoga, e faaaoga ai se vaega taʻutaʻua ma e feteenai o inisinia quantum taʻua o le Einstein-Podolsky-Rosen. Latou maua se auala e faitau vave le se mea faamatalaga teleported, ma le totoe vaega untested e ala i le aafiaga o le faaliliuina o isi mea faitino i se fesootaiga ma se lava gafatia.

Mulimuli ane, e ala i le faaaogaina e C aafia faalagolago kopi o faamatalaga e mafai ona ulu atu i le tulaga A e tagai vave. Ma o ia lava e le o le tulaga lava lea e tasi e pei o le faagasologa o le faitauina o toe suia, ua faapea ona ausia e teleportation, e le replication.

Le tauiviga mo le tele

• O le uluai teleportation quantum na tupu i le 1997 toetoe lava taimi e tasi e saienitisi mai le Iunivesite o Innsbruck ma le Iunivesite o Roma. I le taimi o le suesuega se puna photon i ai o se polarization, ma se tasi o se pea lavelavea photons ua suia ina ia le photon polarization uluai lona lua maua. O lea o loo laina photons uma mai le tasi i le isi.
• I le 2012, sa i ai se teleportation quantum masani (Saina Iunivesite o Saienisi ma Technology) e ala i le lepa Alpine i se mamao e 97 km. O se vaega o saienitisi mai Shanghai taitaia e Juan Iinem pulea e atiina ae se faiga faatosina e faatagaina ai laau faalava tonu Fau.
• Ia Setema, o se teleportation quantum faamaumauga i 143 km na aveina atu le tausaga e tasi. Austrian saienitisi mai le Academy o le faasaienisi o Austria ma le Iunivesite o Vienna i lalo o le taitaiga a Antona ua manuia faaooina Tsaylingera setete quantum le va o le Islands Canary lua o La Palma ma Tenerife. O le faataitaiga faaaogaina laina o fesootaiga e lua opitika i le tatala, kvantumnaya ma masani, taimi polarization uncorrelated lavelavea pea photons punaoa, sverhnizkoshumnye detectors tasi-photon ma synchronization uati puʻe.
• I le 2015, suesue mai le US National Institute o Tulaga ma Tekonolosi mo le taimi muamua ua faia i le faaliliuina atu o faamatalaga i se mamao e silia ma le 100 km o alava opitika. Lenei na faia ai le faafetai e mafai i le inisitituti detector photon foafoaina faaaogaina nanowires superconducting o silicide molybdenum.

E manino lava e lei i ai le lelei o le faiga quantum po o tekonolosi ae o le mea sili ua mauaina o le lumanai ina ia oo mai. Ui i lea, e mafai ona tatou taumafai e sui tauva e mafai mo talosaga patino o teleportation. Talafeagai hybridization latou tuuina faavae ogatasi ma metotia e mafai ona tuuina atu i le lumanai e sili ona folafola mo teleportation quantum ma ona talosaga.

mamao puupuu

Teleportation a mamao (1 m) o se subsystem fuafuaina quantum masini folafola semiconductor, o le sili lea o se ata o QED. I faapitoa, superconducting qubits transmonovye mafai ona faamautinoa malamala teleportation deterministic ma maualuga saʻo. Latou te le faatagaina foi a tafe tuusao o le moni o le taimi, lea e foliga mai problematic i chips photonic. I le faaopoopo atu, latou te tuuina se tusiata fale scalable sili atu, ma ia sili tuufaatasia o tekinolosi oi ai nei pe a faatusatusa i le auala muamua, e pei o ions maileia. Le taimi nei, na o le pau drawback o nei faiga e foliga mai o lo latou taimi coherence faatapulaaina (<100 MS). Lenei faafitauli e mafai ona foia e ala i le faaaogaina QED tuufaatasia ma milo ensemble sela manatua matagaluega semiconductor (nitrogen-suia avanoa po o le tioata doped ma elemene seāseā lalolagi), lea e mafai ona tuuina atu se taimi umi coherence mo le quantum o faamatalaga teuina. O le taimi nei, o lenei faatinoga o se mataupu mo le sili atu taumafaiga a le nuu faasaienisi.

City sootaga

Tatou teleport i le fua aai (tele kilomita) e mafai ona atiina ae le faaaogaina o le modes opitika. I leiloa lava le maualalo, o nei faiga tuuina maualuga saoasaoa ma bandwidth. E mafai ona tuuina atu mai desktop implementations i faiga auala-tele faagaoioia i luga o le ea po o le fibre opitika, ma tuufaatasia mafai i se ensemble o manatua quantum. I mamao, ae o le saosaoa i lalo e mafai ona ausia e se auala hybrid po o le atiina ae o repeaters lelei e faavae i luga o faiga lē Gaussian.

fesootaiga

teleportation quantum mamao (silia ma le 100 km) o se vaega malolosi, ae mafatia pea mai se faafitauli tatala. Polarization qubits - o le sili feaveaʻia mo teleport maualalo saosaoa i laina uumi e ui mai alava o fesootaiga ma e ala i le ea, ae i le taimi o le Maliega Faafeagaiga o se probabilistic ona mauaina le atoatoa Bella.

E ui lava probabilistic teleportation ma entanglement e talafeagai mo le talosaga e pei distillation o entanglement ma cryptography quantum, ae e manino mai e ese mai le fesootaiga i lea e tatau ona faasaoina atoatoa le faamatalaga sao.

Afai tatou te taliaina lenei natura probabilistic, o le faatinoga o le satelite o loo i totonu o le malosi o tekinolosi i ona po nei. I le faaopoopo atu i le tuufaatasiga o auala e Siaki, o le faafitauli autu o le tupe leiloa maualuga e mafua mai i le faasalalauina o le laau faalava. e mafai ona faatoilaloina lenei i se configuration lea e tufatufaina entanglement mai le satelite i le vaai mamao terasitila ma se aperture tele. Faalialiavale satelite aperture o 20 cm i le 600 km maualuga ma le 1 m vaai mamao aperture i luga o le eleele, o se tasi e mafai ona faamoemoe e uiga i le 75 dB o leiloa i se downlink auala e itiiti ifo nai lo le 80 leiloa dB i tulaga eleele. Le faatinoina o le "lalolagi satelite" po o le "soa satelite" e sili atu ona lavelave.

manatua quantum

faaaogaina lumanai o teleportation se vaega o se fesootaiga scalable o saʻo e fesootai i ai ona tuufaatasia ma manatua quantum. Le gata e tatau ona maoae i le tulaga o le lelei Ofisa o le liuaina "leisa-mataupu ', o se sao atoatoa o faamaumauga ma faitau, taimi ma le malosi teuina, saosaoa maualuga ma le malosi e teu. Muamua lava faatagaina ai oe e faaaoga repeaters mo le faaleleia o fesootaiga sili atu nai lo le faaliliuina tuusao le faaaogaina o tulafono laiti faasaʻoga mea sese. O le atinae o le a lelei manatua quantum le a le faatagaina ai na o le tufatufa entanglement ma fesootaiga fesootaiga teleportation, ae fesootai foi e faagaoioia o faamatalaga teuina. Mulimuli ane, e mafai ona liliu atu lenei i se fetaulaiga o faavaomalo tufatufaina komepiuta quantum po o se faavae mo le Initoneti quantum lumanai.

atinae folafola

manatu masani ensembles faaniukilia aulelei ona o lo latou liua atoatoa o le "malamalama-mataupu" ma vaitaimi latou millisecond o le teuina o meaai, lea e mafai ona oo atu i le 100 MS manaomia e auina atu le malamalama ai le lalolagi. Ae peitai, e sili atu maualuluga atinae e faamoemoe i le taimi nei i luga o le faavae o faiga semiconductor, i le mea e sili ona lelei vili manatua quantum ensemble tuusao tuufaatasia ma le tusiata fale scalable o matagaluega QED. O lenei manatua e mafai ona e le gata faaopoopo le matagaluega taimi coherence QED, ae faapea foi e tuuina Ofisa Pou-opitika mo le interconversion o fesootaiga opitika ma malamala photons Pou.

O lea, na maua i le lumanai o saienitisi i le fanua o le initaneti quantum e ono ona faavae i luga mamao fesootaiga opitika, conjugated iunite tau semiconducting mo le faagaoioia o faamatalaga quantum.