Anonim

Kinesisk satellit ødelægger kvante teleportation distance record

Fysik

Michael Irving

16. juni 2017

Chiense satellitten Micius har hjulpet med at ødelægge afstandsfortegnelsen for kvante teleportation, der sender indviklede fotoner over en afstand på 1.200 km (Kreditt: Jian-Wei Pan)

Kinesiske forskere har smadret afstandskontrollen. Overførsel af oplysninger gennem indfiltrerede fotoner har tidligere kun været muligt op til ca. 100 km (62 mi), men ved hjælp af Micius-satellitten, der blev lanceret i august, er informationen effektivt blevet teleporteret indtil 1.200 km (746 mi).

Quantum entanglement er et fænomen så bizart at selv Einstein argumenterede imod sin eksistens og berømte omtalte det som "spooky action on a distance." Par af partikler kan være uløseligt forbundet, således at enes tilstand kan udledes fra den anden, uanset hvor langt de er fra hinanden. I det væsentlige kan denne proces bruges til øjeblikkeligt at "teleportere" information mellem dem over teoretisk uendelige afstande, hvilket var Einsteins problem med ideen: det overtrådte loven om generel relativitet, der siger, at intet kan rejse hurtigere end hastigheden af lys.

Det er lige så nyttigt som det måske ville være, at kvanteffekter er meget følsomme for miljøinterferens. Tidligere eksperimenter indkapslede fotoner i en optisk fiber for at beskytte dem, idet meddelelsen blev sendt ned fra linjen fra partikel til partikel. Denne metode blev brugt til at indstille den tidligere rekord på 100 km, men jo længere afstanden er, desto større er chancen for, at meddelelsen vil blive tabt eller forvrænget.

Micius-satellitten blev lanceret af Quantum Experiments at Space Scale (QUESS) -programmet, og blev det første skridt i retning af at opbygge et globalt kvantekommunikationsnetværk. I stedet for fysiske fibre sender systemet indviklede fotoner via laserstråler, og selvom det kan hjælpe med at minimere interferens, forbereder kilden, og modtageren bringer sine egne udfordringer - især når satellitten bevæger sig så hurtigt.

"Det vil være som at smide en mønt fra et fly på 100.000 meter over havets overflade nøjagtigt ind i slotten af ​​en roterende spargebyr, " sagde Wang Jianyu, QUESS-projektets øverstbefalende i en erklæring i august, da satellitten blev lanceret første gang.

Men holdet har nu formået at fjerne den tilsyneladende umulige feat ved at bruge systemet til at transmittere kvantefældede fotoner over en afstand på 1.200 km. For at gøre det, passerer laserstrålen på satellitten gennem en strålesplitter, der skaber to forskellige polariserede tilstande: en til at modtage indviklede fotoner og en til at sende dem. Ved hjælp af dette kommunikerer Micius med tre forskellige modtagelsessatellitter over en afstand, der er 12 gange større end den foregående post, og langt mere effektivt end optiske fibre er i stand til.

"For kvantnetværk har vi i dette arbejde allerede opnået en to-foton-entanglement-distributionseffektivitet en billion gange mere effektiv end at bruge de bedste telekommunikationsfibre, " siger Jian-Wei Pan, ledende forsker på projektet.

Et kvantekommunikationsnetværk kunne ikke kun gøre telekommunikationen langt hurtigere, men mere sikker: Fejlfølsomheden af ​​indviklede fotoner til interferens virker faktisk til deres fordel. Hvis en uautoriseret tredjepart forsøger at udnytte et signal, vil de afbryde det, gøre det ulæseligt for dem og advare de officielle brugere om tilstedeværelsen af ​​hack.

Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Science .

Kilde: American Association for Advancement of Science

Chiense satellitten Micius har hjulpet med at ødelægge afstandsfortegnelsen for kvante teleportation, der sender indviklede fotoner over en afstand på 1.200 km (Kreditt: Jian-Wei Pan)

Anbefalet Redaktørens Valg