Quantum teleportation: ba li sibolotseng le leholo la borathutamahlale

Quantum teleportation ke e 'ngoe ea diprothokholo bohlokoa ka ho fetisisa tlhahisoleseding e mabapi le quantum. E Thehiloe ho maruo 'meleng ea pherekano, ke karolo e khōlō ea mesebetsi e sa tšoaneng tlhahisoleseding le emela karolo ea bohlokoa ea theknoloji e quantum bapala karolo ea bohlokoa ho ntshetsopele eketsehileng quantum elaborate, ho etsa metsoalle' me puisano.

From saense e iqapetsoeng ea ho tse sibolotsoeng saense

E bile ka lilemo tse mashome a mabeli ho tloha sibolloa ha quantum teleportation, eo e ka etsahala hore ebe 'ngoe ea liphello tse ngata tse thahasellisang le tse thabisang ea "strangeness" ea quantum nyenyenyane. Pele bana ba ne ba entse li sibolotseng e moholo, khopolo ena e le ea sebaka se pusong ea saense e iqapetsoeng. Pele o ile a qapa ka 1931 ke Charles H. Fort lentsoe "teleportation" e ho tloha 'nile oa sebelisoa ho hlalosa tshebetso eo ka yona le' mele le lintho tse tlosoa sebakeng se seng ho se seng, ho se se hlile ha se hlōla sebaka se pakeng tsa bona.

Ka 1993 o hatisitsoeng sehlooho e hlalosang melaoana ea boitsebiso quantum, e bitsoang "quantum teleportation", ba ile ba kopanela tse ling tsa matšoao a ho tse thathamisitsoeng ka holimo. Ho boemo tsejoeng ea tsamaiso 'meleng e lekanya le ile ikatisa, kapa "boela tsamaea" ka site ya thōko (likarolo' meleng ea tsamaiso ea pele lule phetiso place). Tshebetso ena e hloka mokhoa oa classic oa puisano le ho felisa le puisano e superluminal. Ho hloka ho phela bophelo ba pherekano. Ha e le hantle, teleportation ka talingoa e le melaoana ea boitsebiso quantum hore ka ho hlaka ho fetisisa e bontša mofuta wa pherekano: kantle ho ena le boemo ba phetiso ea ne e ke ke khoneha mmeedi ya melao eo hlalosang quantum nyenyenyane.

Teleportation e phethile karolo ka mafolofolo ho ntshetsa pele ba saense ya tlhahisoleseding. Ka lehlakoreng le leng, sena ke melaoana tlhaloganyong, e phetha karolo ea bohlokoa tsoelo-pele ea ka etsoang ho latela molao quantum khopolo tlhahisoleseding, le ho ba bang ke ea bohlokoa karolo ea theknoloji e ngata. The quantum repeater - e elements senotlolo ea puisano e telele-hōle. Teleportation quantum fapoha, palelelo e thehiloeng litekanyo le quantum marangrang - ke derivatives tsohle ya yona. E sebelisoa e le sesebelisoa se e bonolo bakeng sa ho ithuta "feteletseng" sa fisiks, ka etsang kou nakoana le e le mouoane oa mekoti ntsho.

Kajeno quantum teleportation tiisoa ka dilaboratiriamong lefatšeng ka bophara sebelisa mefuta e fapaneng ya substrates le theknoloji e, ho akarelletsa le qubits photonic, a nyutlelie a khoheli a gomoso, mekhoa Optical, lihlopha tsa liathomo, le liathomo qabeletsoeng le litsamaiso semiconductor. diphetho e ikhethang li 'nile tsa finyelloa ka teleportation kgatlhanang liteko latela'ng le satellitari. Ho feta moo, boiteko boo ho ile ha etsoa ho hloa ho fihlela ho tsamaiso ea ho feta tse.

teleportation tsa qubits

Quantum teleportation ile la pele o ile a hlalosa ho litsamaiso tse peli-boemong ba, eo ho thoeng ke qubits. Melaoana hlahloba mekga e 'meli ka thōko, se bitsoang Alice le Bob, ea ileng a kopanela qubit 2, A le B ke le boemong bo hloekileng tšoasoa, eo hape a bitsoang para Bell. Monyako ho Alice fanoeng mong qubit le eo boemo ba ρ e sa tsejoeng. Ka nako eo o etsa e kopanetsweng quantum go lekanya, ba bitselitsoeng ho fumanoa ha Bell. Ho jara le e mong oa e mong oa Bell re bane. Ka lebaka leo, ho input boemo ba qubit ha lekanngoa Alice disappears le Bob B qubit ka nako thulametse ka P ^† _bzlmeet ρP _K. Ka melaoana mohato qetela Alice fetisetsa lebaka classic ya go lekanya lona Bob, ea sebelisang Pauli P _K opareitara e ho tsosolosa ρ pele.

Puso ea pele ea e le qubit Alice o nkoa e boleloa ka mabitso, hobane ho seng joalo melaoana e fokotswa ho ea ho lekanya lona ka thōko. Ho phaella moo, ho ka 'na ka boeona e ba karolo ea tsamaiso e kholoanyane le likarolo tse ngata, ba ile ba kopanela le mokga boraro (ka ho le joalo le atlehileng. teleportation tsohle hloka litumellano grip le mokha oa sena boraro).

A teko tloaelehileng quantum teleportation nka e hloekileng boemo pele le ho ba setho sa alfabeta e thibetsoeng, ho etsa mohlala, lipalo tse tšeletseng tsa Bloch chitja. Ka ho ba teng ha decoherence boleng ba puso kopanya hape ka bontša quantitatively nepahetse teleportation F ∈ [0, 1]. ho nepahala ha eona ena pakeng tsa maemong a Alice le Bob, karolelano fetang sephetho tsohle phumano ya Bell le alfabeta ea pele. Bakeng sa melao ea boitšoaro e nyenyane ea ho nepahala ha mekhoa teng, e le hore bakeng sa teleportation sa phethahalang ntle mohlodi rarahaneng. Mohlala, Alice a ka kotloloho lekanya boemo ba bona ba pele ka ho romela Bob bakeng sa ba lokisetsa ho ea puso resultant. Leqheka lena go lekanya-ho fana ka koetliso ho thoeng ke "teleportation classic." E na le ho nepahala ha eona palo e kahodimodimo ea F _{sehlopha sa} = 2/3 bakeng sa boemo leha e le efe input, chelete e kaalo nteterwana maemo baa unbiased tse kang Bloch boemong lipalo tse tšeletseng.

Kahoo, le bontšang hlakileng ea tšebeliso ea matlotlo a quantum ke boleng sebetsa ka ho nepahetseng F> F _{sehlopha sa.}

Se qubit le 'ngoe

Ho latela quantum fisiks, teleportation tsa qubits ha e felle feela, ho ka 'na a akarelletsa tsamaiso selotlolo tlhakore. Bakeng sa e mong le e lekanyelitsoeng tekanyo e d ka rerileng loketseng sekemeng teleportation sebelisa motheo oa maximally tsoasitsoe vectors boemo e ka fumaneha e fanoeng boemo maximally tšoasoa le motheo oa {U _bzlmeet} sebopego se se tshwaraganyang lisebelisoa khotsofatsa ^{_{tr (U † ya j U K)}} = dδ ya j, K . Joalo melaoana e ka hahoa efe kapa efe e lekanyelitsoeng-Hilbert sebaka dagelever. N. discrete polygonal tsamaiso ea.

Ho feta moo, quantum teleportation ka sebetsa ho tsamaiso ea le ke keng ba lekanngoa Hilbert sebaka, e bitsoang tsamaiso ea tswelela pele-polygonal. E le busa, ba ile ba ba hlokomela ka ho Optical mekhoa boson, ea tšimo ea motlakase e leng e ka hlalosoa e le bagwebi quadrature.

Lebelo le se tsitse molao-motheo

lebelo la quantum teleportation ke eng? Information e fetisoa ka lebelo tšoanang lebelo la phetiso ya palo e tšoanang ea khale - mohlomong ka lebelo la khanya. Theoretically, e ka ka tsela eo ka sebelisoa, kamoo classic ka se - ho etsa mohlala, ka quantum elaborate, moo ya data tse fumanehang feela ho moamohedi ena.

Na quantum teleportation khahlanong le tsitse Molao-motheo? Nakong e fetileng, khopolo ea teleportation e sa hlile nkoa ka ho teba ke litsebi, hobane o ne a lumela hore ho tlōla molao-motheo oa hanelang efe kapa efe ho lekanya kapa anthivaerase tsamaiso ho Ntša tsohle athomo tlhahisoleseding kapa ntho tse ling. Ho latela molao-motheo oa ho ba le khoao, e nepahetseng ho feta ntho e qamaka ka ho eketsehileng, e susumetsoa ke tsamaiso e anthivaerase ho fihlela ntlha e ile ea fihla ha puso ea pele ea ntho e tšoenngoa ho hoo ho feta ke ke a fumana boitsebiso bo lekaneng ho bōpa e bontsoang mona. Ho utloahala e kholisang: haeba motho a ke ke ntšang boitsebiso bo tsoang ntho e itseng ho hlahisa kopi ea phethahetseng, ea bobeli ke ke ho etsoa.

Quantum Teleportation bakeng Dummies

Empa bo-rasaense ba tse tsheletseng (Charles Bennett, Zhil Brassar, Claude Crépeau, Richard Dzhosa, Ashere Peres, le Uilyam Vuters) a fumana tsela ea ho pota utloahalang sena, sebelisa e ketekoa le paradoxical tšobotsi ea nyenyenyane quantum tsejoa e le Einstein-Podolsky-Rosen. Ba ile ba fumana tsela ea ho Scan tlhahisoleseding teleported Sepheo A, 'me tse setseng untested karolo ka tsela phello ea phetiso lintho tse ling a kopana le A ka mohla ikamahanya.

Ka mor'a moo, ka ho sebelisa ho C kgahlamelo ya maqhubu a itšetlehileng ka lesedi qamaka ka kena ka boemo A ho scan. Le ka boeena ke se le boemong bo tšoana le felisoa thulaganyou e anthivaerase, ka tsela eo o finyeletse e teleportation, ha boikatiso.

Ho loanela ho e mengata e fapaneng

• Pele quantum teleportation etsahetse ka 1997 hoo e ka bang ka nako bo-rasaense ba ho tloha Univesithing ea Innsbruck le Univesithing ea Roma. Nakong ea teko e sa photon, mohloding ho ba le karohanyo, 'me e' ngoe ea para ea photons tsoasitsoe fetotsoe e le hore bobeli pele karohanyo photon, fumaneng. Ka tsela eo photons bobeli ba aroloa ka ho ba bang.
• Ka 2012, ho na le e ne e le kamehla quantum teleportation (China University ea Saense le Technology) ka Alpine letšeng ka e leng sebaka sa 97 km SE. Sehlopha sa bo-rasaense ba ho tloha Shanghai eteletsoe pele ke Juan Iinem khona ho hlahisa bontšang mochine hore lumelloa toloki toba shebilweng.
• Ka September, ba le tlaleho quantum teleportation 143 km SE ile phethahatsoa selemong sona seo. Bo-rasaense ba Austria ho tswa Academy of Sciences tsa Austria le Univesithing ea Vienna tlas'a tataiso ea Antona Tsaylingera e ka katleho a tšoaetsanoang ka ho re quantum pakeng tsa tse peli tse Islands oa La Palma le Tenerife Canary. teko ea sebelisoa mela e 'meli Optical puisano e sabaletseng, kvantumnaya le oa classic, maqhubu uncorrelated karohanyo tangled para ea mehloli photons, sverhnizkoshumnye mechine le' ngoe-photon, le clutch oache kahamahanyo.
• Ka 2015, bafuputsi ba bang ho tswa ho Institute US National ya Melao le Technology ka lekhetlo la pele o ile a etsa phetiso ya tlhahisoleseding fetang e leng sebaka sa ho feta 100 km SE tsa faeba Optical. Ena e ne e entsoe leboha khoneha ho theha bōptjoa semilolog photon, sebelisa nanowires superconducting tsa molybdenum silicide.

Ho hlakile hore e loketseng ea tsamaiso quantum kapa thekenoloji ha e e-s'o be teng le ho ba li sibolotseng le leholo la nakong e tlang e sa ntse e ho tla. Leha ho le joalo, u ka leka ho hlwaya bonkgetheng khoneha hore dikopo itseng tsa teleportation. Loketse hybridization tsona feela motheo oa dumellana le mekhoa e ka fana ka nako e tlang ho fetisisa tsepisa ho quantum teleportation le dikopo tsa lona.

sebaka se lekgutshwanyane

Teleportation sebaka lekgutshwanyane (1 noun m) ka quantum palelelo subsystem disebedisweng tse hlamatsehang semiconductor, molemo ka ho fetisisa tseo ka tsona ke temperaturdiagramm tsa QED. Ka ho khetheha, qubits superconducting transmonovye ka tiisetso deterministic le haholo e nepahetseng teleportation ladica i. Ba ile ba boela ba lumella le phallo e tobileng ea sebele nako, e leng bonahala mathata ka dita photonic. Ho phaella moo, ba fana ka mehaho ho feta scalable, le nyalano e molemo ea theknoloji e phela e le bapisoa le mekhoa e fetileng, tse kang ions qabeletsoe. Hona joale, ho drawback feela ba litsamaiso tsena kamoo ho bonahalang kateng e momahana bona e fokolang ka nako (<100 MS). bothata bona ka a rarolla ka ho sebedisa QED ikopanya le semiconductor lipotoloho ohla lisele tse libini memoring ya (naetrojene-ka go engwa legatong le mosebetsi kapa kristale doped le likarolo seoelo lefatše), e leng e ka fana ka nako e telele momahana nako bakeng sa quantum tsa polokelo ya data. Hona joale, ho kenngwa tshebetsong ena ke taba ka boiteko boo e khōloanyane ea baahi saense.

City kgokahanyo

Re teleport ho toropo tekanyo e (km 'maloa) ka etsoa sebedisa mekhoa Optical. Ka ho lahleheloa ke ka ho lekaneng tlaase, tsamaiso ea tsena fana lebelo le holimo 'me kgonothebolo. Ba le ka bontšoa ho tloha implementations komporong ea ho tsamaiso ea mahareng e telele ho sebetsa ka lebaka la ho fehla moea kapa oa faeba Optical, le nyalano e kgonahalang ka libini tsa memori kapa quantum. Holim'a libaka tse telele, empa le lebelo ka tlaase ka finyelloang ke tsela e lebasetere kapa ke ho ntshetsa pele repeaters molemo tse ka dithulaganyo bao e seng Gaussian.

tlhaeletsanong

Long-hole quantum teleportation (ba fetang 100 km) ke e leng sebaka se mafolofolo, empa a sa ntse le bothata ba ho bothata bulehileng. Karohanyo qubits - bajari molemo ka ho fetisisa bakeng sa tlaase lebelo teleport fetang telele mela faeba optic oa puisano le ka moea, empa ka nako eo melaoana e ke probabilistic ka lebaka la ho fella bonoa Bella.

Leha probabilistic teleportation le batle ba a loketse bakeng sa dikopo tse kang distillation tsa batle le quantum cryptography, empa e le ka ho hlaka a fapane le puisano e ntle kamehla eo tlhahisoleseding input tlameha ho ka botlalo a sireletsa.

Haeba re amohela mofuta ona probabilistic, ho sebediswa ha sathelaete li ka finyella tsa theknoloji e tsoetseng pele. , Ho phaella ho ikopanya mekhoa latedisa, bothata ka sehloohong ke tahlehelo e phahameng e bakiloeng ke ho jala ya toloki ea. Sena se ka hlōloa ka phetolo moo batle e aba tloha sathelaete ho ea sebonela-hōle tsa lefatše le lesoba le leholo. Nka sathelaete lesoba la cm, 20 ho ba 600 ba bolelele km le 1 limithara lesoba sebonela-hōle fatše, e mong a ka lebella ka 75 DB tahlehelo ka downlink le kanaleng e ka tlase ho 80 DB sa tahlehelo boemong fatše. Phethahatso ea "lefatše le li-satellite" kapa "motsoalle sathelaete" e rarahane ho feta.

quantum memori.hlahloba

sebelisoa nakong e tlang tsa teleportation e le karolo ea marangrang scalable e amana ka ho toba ikopanya lona le memoring ya quantum. E qetellang lokela ho ba le superb ya ka dipehelo tsa bokgoni ho sokoloha segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo "mahlaseli-taba ', e nepahetse ho rekota le ho bala, nako le bokhoni ba ho boloka, phahameng lebelo le bokhoni ba ho boloka. Pele ho tsohle e lumella u ho sebelisa repeaters bakeng sa ho matlafatsa le puisano e ka nģ'ane ho fetiswa otlolohileng sebedisa phoso khalemelo dikhoutu. Ntshetsopeleng ya e ntle quantum memoring ya ne a tla lumella eseng feela hore le ho aba batle ho buisana le batho teleportation marangrang, empa boetse bo amahanngoa ho sebetsa lesedi bolokwa. Qetellong, sena se ka etsa hore e be marangrang a matjhabeng aba quantum ya khomphuta ya hao kapa motheo bakeng sa nakong e tlang quantum Internet.

tsoelo-pele e tsepisa

ensembles ea nyutlelie ka tloaelo ho nkoa motle ka lebaka la ho sokoloha bona sebetsang hantle ya "khanya-taba" le millisecond nako ea bona ea poloko, e ka ba ho fihlela ho 100 MS hlokahala ho fetisetsa khanya lefatšeng ka bophara. Leha ho le joalo, tsoelo-pele e tsoetseng pele ho feta hona joale lebeletsoe motheong oa tsamaiso ea semiconductor, moo e babatsehang e le ho ohla libini quantum memoring ya ka kotloloho o kopantswe le mehaho scalable tsa balebeli ba potoloho QED. memori kapa hona ke ke feela lelefatsa momahana nako oa potoloho QED, empa hape le ho fana ka Optical-microwave e segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo bakeng sa interconversion tsa Optical tlhaeletsanong le ladica i photons microwave e.

Kahoo, li sibolotseng bokamoso ba bo-rasaense ba tšimong ea quantum inthanete ho ka etsahala hore ho thehoa telele-hole le puisano e Optical, conjugated semiconducting diyuniti tsa quantum lokisa litaba.