Der Begriff "Quantenteleportation" könnte Gedanken an Mitglieder der Raumbesatzung hervorrufen, die im Weltraum durch den Raum gestrahlt werden. Star Trek . Obwohl die Realität nicht ganz so beeindruckend ist, macht die mysteriöse Natur der Quantenmechanik sie dennoch zu einem unbestreitbar überzeugenden Thema.
Diese Woche wurden neue Erkenntnisse veröffentlicht: f oder zum ersten Mal haben Forscher einen Qutrit teleportiert, eine Einheit von Quanteninformationen, die als existiert drei orthogonale Quantenzustände .
VERBINDUNG: WAS ÄNDERT SICH QUANTUM COMPUTING GENAU?
Qutrit-Teleportationsexperimente
As Scientific American Berichte, die unabhängigen Ergebnisse von zwei Teams haben detaillierte wichtige Fortschritte auf dem Gebiet der Quantenteleportation gezeigt.
Quantenteleportation war lange Zeit auf Qubits beschränkt. Dies ist die Einheit der Quanteninformation, die einem "Bit" im klassischen Rechnen entspricht.
Durch Proof-of-Concept-Experimente wurde gezeigt, dass Qutrits, die mehr Informationen als Qubits enthalten können, verwickelt sind und möglicherweise in Quantennetzwerken der Zukunft verwendet werden können.
Unter der Leitung des Physikers Guang-Can Guo, einem Forscherteam der Universität für Wissenschaft und Technologie in China USTC recherchiert und berichtete die Ergebnisse in a Vordruckpapier am 28. April. Ihre Arbeit muss noch in einem von Experten begutachteten Journal veröffentlicht werden.
Kurz darauf, am 24. Juni, berichtete ein anderes Team unter der Leitung von Anton Zeilinger von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und Jian-Wei Pan von USTC in a Vordruckpapier das wird veröffentlicht in Physical Review Letters .
"Jedes dieser [Experimente] ist ein wichtiger Fortschritt in der Technologie der Teleportation", sagte William Wootters, ein Physiker am Williams College, der nicht an den Studien beteiligt war, gegenüber Scientific American.
Quantenverschränkung: Erstellen eines nicht hackbaren Passworts
Quantenverschränkung ist so seltsam, dass Albert Einstein sie einmal als "gruselige Fernwirkung" beschrieb.
Es beschreibt eine Beziehung zwischen den grundlegenden Eigenschaften - wie Impuls, Position oder Polarisation - einzelner Partikel, die nicht zufällig entstanden sein können.
Die Tatsache, dass Aktionen, die an einem Teilchen ausgeführt werden, das "Zwillings" -Verwickelte Teilchen beeinflussen - selbst aus der Entfernung - ermöglicht die Verwendung dieser Teilchen im Quantencomputer.
Wissenschaftler haben das erste Bild eines Phänomens aufgenommen, das Albert Einstein als "gruselige Fernwirkung" bezeichnet. Das Foto zeigt eine starke Form der Quantenverschränkung, bei der zwei Teilchen interagieren und für einen Moment physikalische Zustände teilen. @BBCNews https://t.co/qP3aeo0Q5g pic.twitter.com/UtxGCzG8jG
- Das SETI-Institut @SETIInstitute 13. Juli 2019
Viele Forschungsarbeiten befassen sich beispielsweise mit dem Nutzen der Verstrickung in die Cybersicherheit.
2017 verwendeten Pan, Zeilinger und ihr Team Chinas Micius-Satelliten, um ein Experiment durchzuführen. Zwei Photonen - jedes als Qubit - wurden nach Wien und China gezappt. Forscher an jedem Ort konnten effektiv ein nicht hackbares Passwort erstellenDa Manipulationen an einem Photon das andere beeinflussen, ist ein Abhören dank Verschränkung sofort erkennbar. Dies ist das primäre Grundprinzip der Quantenkryptographie.
Die Quantenmechanik wurde auch für andere Zwecke wie die Batterietechnologie erforscht. Theoretisch sollten die Eigenschaften der Verschränkung es einer Batterie ermöglichen, sofort aufladen .
Nachweis der Qutrit-Verschränkung
Die beiden Qutrit-Experimentteams mussten die Verschränkung bestätigen, um ihre Forschung zu validieren. Die Bestimmung der Verschränkung ist in der Quantenmechanik von wesentlicher Bedeutung - sie ermöglicht die Extraktion von Informationen aus den Partikeln und beweist die Genauigkeit, mit der die Informationen übermittelt werden.
Die verwendeten Teams sorgfältig zusammengesetzte optische Systeme aus Lasern, Strahlteilern und Bariumboratkristallen, um ihre Experimente durchzuführen.
Um die Verschränkung nachzuweisen, haben Guo und seine Kollegen zehn Messungen des Bell-Zustands - ein weiterer Begriff für Verschränkung - ihrer Partikel durchgeführt. Dies ist mehr als Zeilingers Team.
Die Rivalität zwischen beiden Teams scheint laut Scientific American herzlich zu sein. Obwohl beide Forschergruppen behaupten, sie seien zuerst dort angekommen, sind sich beide Gruppen einig, dass sie jeweils einen Qutrit teleportiert haben.
Wo geht es weiter? In naher Zukunft wollen beide Teams mit dem Teleportieren von Ququarts, vierstufigen Einheiten oder höher beginnen.