» »

Nov rekord v prepletanju kvantnih pomnilnikov

Nov rekord v prepletanju kvantnih pomnilnikov

New Scientist - Kitajski raziskovalci so uspeli doseči prepletenost dveh kvantnih pomnilnikov na praktični razdalji 22 kilometrov, kar je skoraj dvajsetkrat toliko kot doslej. Uspeh je nova stopnica na poti do ojačevalcev signalov v kvantni komunikaciji, ki so nujen element kvantnega interneta.

Kvantno sporočanje obeta visoko odpornost na prikrito prisluškovanje, saj bi malopridneži pri branju informacij te nepopravljivo spremenili, kar bi se hitro opazilo. Podlaga za takšno zmogljivost je kvantna prepletenost - zanimiv pojav, ki je hudo begal že Einsteina in pravi, da je mogoče kvantni stanji dveh delcev povezati tako, da eden napovedljivo in hipno "začuti" spremembe pri drugem, ne glede na razdaljo med njima! To sicer ne pomeni, da je mogoče na ta način prenašati uporabno informacijo s hitrostjo, višjo od svetlobne, se pa da izrabiti na primer za prenos šifrirnih ključev. Zato so eksperimenti za doseganje prepletenosti na vse večjih razdaljah in po praktičnih podatkovnih vodilih tako pomembni. Rekord "po kablu" znaša nekaj sto kilometrov, medtem ko so Kitajci s pomočjo satelita Micius po zraku fotone prepletali na razdalji 1200 kilometrov. Toda s pomembnimi zadržki: informacije niso mogli shraniti, pa tudi izkoristek je bil hudo klavrn - en foton na šest milijonov poslanih, kar je za praktično rabo povsem neprimerno. Kvantni pomnilniki namreč še ne znajo kaj prida dolgo držati informacij, zato morajo biti procesi sporočanja kar se da učinkoviti.

Znanstveniki z Univerze za znanost in tehnologijo v Hefeju pa so sedaj dejansko uspeli s prepletanjem povezati dva fizično ločena kvantna pomnilnika. Zgradili so ju iz dveh oblakov s po stotimi milijoni rubidijevih atomov, močno ohlajenih na temperaturo, pri kateri ves oblak privzame skupno kvantno stanje, s čimer so dosegli odpornost na motnje. Pisanje in branje informacij iz teh oblakov se je vršilo s fotoni vidne svetlobe. Ko so dva takšna fotona - po enega iz vsakega oblaka - poslali po optičnem vodu in ju prepletli med seboj, so posledično prepletli tudi oba oblaka. Tako so uspeli doseči kvantno prepletenost pomnilnikov na razdali 22 kilometrov, in to pri visokem izkoristku več deset procentov. Dosedanji rekord je znašal 1,3 kilometra. Sledil je še drugi del eksperimenta, prepletanje z enim samim fotonom, na razdalji 50 kilometrov, toda tokrat po zvitem optičnem vodu (se pravi, oba pomnilnika sta bila v isti sobi). Tu je bil uspeh bolj teoretične sorte, saj so bile izgube tako velike, da je izkoristek padel v razred velikosti 10-4. To pomeni, da bi po tem postopku za doseganje prepletenosti potrebovali pol sekunde, kar je nepraktično, ker je obstojnost podatkov v omenjenih oblakih zgolj 70 mikrosekund.

Dosežek tlakuje pot zmožnosti branja, shranjevanja in ponovnega zapisovanja kvantnih podatkov, kar je bistveno za razvoj kvantnega repetitorja, oziroma ojačevalca signala. Ta pa je nujen element, če želimo informacije pošiljati na kakršnihkoli uporabnih razdaljah. Mimogrede, le teden dni pred Kitajci so tudi raziskovalci iz Münchna objavili podvig v tej smeri, toda njim je uspelo sestaviti le polovico takšnega sistema, kot so ga v Hefeju. Kaže pa dogajanje, da se kvantnemu repetitorju bržkone res nezadržno bližamo.

13 komentarjev

gus5 ::

Podlaga za takšno zmogljivost je kvantna prepletenost - zanimiv pojav, ki je hudo begal že Einsteina in pravi, da je mogoče kvantni stanji dveh delcev povezati tako, da eden napovedljivo in hipno "začuti" spremembe pri drugem, ne glede na razdaljo med njima!
Prevod: kvantna prepletenost je mogoča med delcema ali delci, ki si delita/delijo isto valovno funkcijo.

Zgodovina sprememb…

  • spremenilo: gus5 ()

Meizu ::

Cakaj zakaj dva prepletena delca ne reagirata hitreje od svetlobe? Sem precej preprican, da je bil enkrat na spletu nek dokumentarec, ki je trdil ravno nasprotno.

Aggressor ::

Reagirata že; samo informacije tako ne moreš pošiljat.
en CRISPR na dan odžene zdravnika stran

Markoff ::

Imam kvantne delce v Sol sistemu. Nastavljeni so na vrednost "Hello, world.". Imamo pare teh delcev v Alfa Kentavri. Nastavljeni na isto vrednost.
Sedaj spremenimo vrednost delcev v Solu na "Pošiljamo novo vesoljsko ladjo. K vam prispe čez 100 let.". Zakaj se delci v Alfa Kentavri hipno ne postavijo na isto vrednost? Nato pa v Alfa Kentavri spremenijo vrednost delcev v "OK, pripravljamo zabavo stoletja.", v Solu pa spet delci resetirajo na to vrednost.

Kako potem deluje ta prepletenost?
Novorek idiokracije:
posebaj, skropucalo, inžinir, intiligenca/intelegenca, apsolutno, anEks.

Meizu ::

Torej ocitno problem ni v tem, da prepletenost ne bi delovala instantno ne glede na razdaljo, problem je najbrz v tem, da ne obstaja 100% metoda prebiranja (edit: odcitavanja) tega stanja brez nekega drugega regulatorja, ki pa more operirat po fizikalnih zakonih?

Ce ponovimo srednjesolsko fiziko je po Einsteinu seveda najhitrejsa hitrost za prenos informacij ravno hitrost svetlobe.

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: Meizu ()

degraximus ::

Markoff je izjavil:

Imam kvantne delce v Sol sistemu. Nastavljeni so na vrednost "Hello, world.". Imamo pare teh delcev v Alfa Kentavri. Nastavljeni na isto vrednost.
Sedaj spremenimo vrednost delcev v Solu na "Pošiljamo novo vesoljsko ladjo. K vam prispe čez 100 let.". Zakaj se delci v Alfa Kentavri hipno ne postavijo na isto vrednost? Nato pa v Alfa Kentavri spremenijo vrednost delcev v "OK, pripravljamo zabavo stoletja.", v Solu pa spet delci resetirajo na to vrednost.

Kako potem deluje ta prepletenost?


Ne moreš kar tako izbrati dveh delcev in reči, da sta prepletena. Da to dosežeš moraš nad njima izvesti neko akcijo, ki to doseže - to pa lahko narediš najhitreje s hitrostjo svetlobe. Potem ko sta prepletena ju lahko v trenutku spet nazaj razdreš, ampak si porabil *razdalja/svetlobna hitrost* časa, da si to naredil -> kar omeji cel postopek na svetlobno hitrost.

Lahko pa pogledaš drugače. Lahko delca prepleteš pri sebi, in jih pošlješ narazen. Tu je omejujoča hitrost gibanja delcev, ki je spet svetlobna hitrost. Ko porušiš kvantno stanje se to res zgodi takoj, ampak ker si jih poslal tja z max svetlobno hitrostjo nisi prekršil nobenega zakona.

Disclaimer: nisem fizik, sem le pogledal nekaj filmčkov na Youtube. Prosim, da me kdo popravi če je kaj narobe.
Če koga zanima priporočam kanal: https://www.youtube.com/channel/UC7_gcs...

MrStein ::

Hec, je da če imaš dva prepletena delca svetlobna leta narazen, ju rahko "razdreš"/"odpreš"/"pogledaš" in bo istočasno na obeh, a nobene koristne informacije ne moreš prenesti.

Je kot kovanec v zaprti škatli. Dokler ne odpreš, ne veš, ali je grb ali cifra.
Ko odpreš, vidiš da je recimo grb in potem veš tudi, da je v drugi škatli tudi grb.
Ampak s tem nisi nič prenesel.

Najbolj preprosta razlaga je:
Ko izdelaš dve škatli, v obeh daš "enak" kovanec (torej ali grb ali cifra). In takoj zapreš škatli. Še sam ne veš, ali je grb ali cifra. Potem čez čas odpreš eno, vidiš kaj je not, in veš, da je v drugem isto. (lahko drugega odpreš in preveriš, da je res; razen, če je svetlobna leta daleč, ampak teorija pravi, da je res isto)
Motiti se je človeško.
Motiti se pogosto je neumno.
Vztrajati pri zmoti je... oh, pozdravljen!

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: MrStein ()

degraximus ::

MrStein je izjavil:

Hec, je da če imaš dva prepletena delca svetlobna leta narazen, ju rahko "razdreš"/"odpreš"/"pogledaš" in bo istočasno na obeh, a nobene koristne informacije ne moreš prenesti.

Je kot kovanec v zaprti škatli. Dokler ne odpreš, ne veš, ali je grb ali cifra.
Ko odpreš, vidiš da je recimo grb in potem veš tudi, da je v drugi škatli tudi grb.
Ampak s tem nisi nič prenesel.

Najbolj preprosta razlaga je:
Ko izdelaš dve škatli, v obeh daš "enak" kovanec (torej ali grb ali cifra). In takoj zapreš škatli. Še sam ne veš, ali je grb ali cifra. Potem čez čas odpreš eno, vidiš kaj je not, in veš, da je v drugem isto. (lahko drugega odpreš in preveriš, da je res; razen, če je svetlobna leta daleč, ampak teorija pravi, da je res isto)


To pa ni res. V kvantno prepletene delce lahko zapišeš informacije - tako deluje kvantna izmenjava ključev: Quantum key distribution @ Wikipedia .

MrStein ::

To je poenostavljeno za razumevanja prepletanja. Namreč da "ne moreš prenašati informacijo hitreje od svetlobe".

PS: Na podanem linku piše točno to, kar sem jaz napisal.
Motiti se je človeško.
Motiti se pogosto je neumno.
Vztrajati pri zmoti je... oh, pozdravljen!

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: MrStein ()

Meizu ::

Ja sam ce si v tisto skatlo pogledal in ves, da prepletenost tako deluje, zakaj ne bi mogel precitat te informacije na razdalji?

Ce poznamo lastnosti prepletanja ali ni mogoce potem enostavno na podlagi teorije domnevati rezultat?

Markoff ::

Ok, se pravi, ko odčitaš vrednost prvega kvantnega delca, s tem porušiš prepletenost para? Drugi kvantni delec ob tem ne spremeni starega stanja, a se tudi ne posodobi v prvo stanje prvega delca?
Novorek idiokracije:
posebaj, skropucalo, inžinir, intiligenca/intelegenca, apsolutno, anEks.

MrStein ::

Meizu je izjavil:

Ja sam ce si v tisto skatlo pogledal in ves, da prepletenost tako deluje, zakaj ne bi mogel precitat te informacije na razdalji?

Ce poznamo lastnosti prepletanja ali ni mogoce potem enostavno na podlagi teorije domnevati rezultat?

Kako "na radzdalji"?
Da nekaj "prečitaš", moraš imeti zadevo "pred očmi" oziroma "v roki".

Domnevati ne gre, ker gre ponavadi ne za en delec ampak celi kup. In vrednosti so bolj ali manj naključne.
Motiti se je človeško.
Motiti se pogosto je neumno.
Vztrajati pri zmoti je... oh, pozdravljen!

Meizu ::

MrStein je izjavil:

Meizu je izjavil:

Ja sam ce si v tisto skatlo pogledal in ves, da prepletenost tako deluje, zakaj ne bi mogel precitat te informacije na razdalji?

Ce poznamo lastnosti prepletanja ali ni mogoce potem enostavno na podlagi teorije domnevati rezultat?

Kako "na radzdalji"?
Da nekaj "prečitaš", moraš imeti zadevo "pred očmi" oziroma "v roki".

Domnevati ne gre, ker gre ponavadi ne za en delec ampak celi kup. In vrednosti so bolj ali manj naključne.


Aha, to sem zelel vedet. Ker glede na zadnji poljudnoznanstveni dokumentarec, ki sem ga pogledal glede tega, so noter delali analogije s kompasi in rokavicami.

V smislu - ce imas dva kompasa prepletena in eden kaze sever, potem drugi kaze obratno stanje torej jug. Iz tega sem avtomatsko sklepal, da lahko opazovanju v eni skatli drugemu prepletenemu objektu enostavno zapisemo negativno vrednost s skupnim sestevkom rezultante 0. Kar bi seveda komot pomenilo stanje 0 ali 1 v binarnem smislu.


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Nov rekord v prepletanju kvantnih pomnilnikov

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
132487 (858) Meizu
»

Američani zaganjajo omrežja za kvantno komunikacijo

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
92439 (774) 7982884e
»

Kitajska pokazala prenos s kvantno prepletenostjo na razdalji 1200 kilometrov (strani: 1 2 3 4 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
18117139 (10546) FrRoSt
»

kvantna prepletenost

Oddelek: Znanost in tehnologija
131910 (965) Fave

Več podobnih tem