두 팀은 양자 순간 이동에 대한 새로운 거리 기록을 설정했습니다. 양자 역학의 기묘함을 사용하여 하나의 양자 입자의 조건 또는 "상태"를 다른 위치의 다른 양자 입자로 즉시 전달합니다. 한 그룹은 광섬유를 사용하여 캐나다 캘거리 전역에서 6.2 킬로미터의 광자 또는 광자를 보내기 위해 트릭을 사용했으며, 다른 그룹은 중국 상하이에서 14.7 킬로미터 이상의 광자 상태를 순간 이동했습니다.
.오늘날 Nature Photonics에서보고 된 두 발전은 결국 무정 할 수없는 양자 인터넷으로 이어질 수 있습니다. 그러나 양자 순간 이동이 좋은 것은 무엇입니까? 그리고 우리는 그것을 사용하여 1 월 아침에 냉담한 일을하기 위해 고통스럽게 지퍼를 사용할 수 있을까요?
이 물건은 언제 순간 이동으로 여행 할 수 있습니까?
실망해서 미안하지만 그 대답은 결코 아닙니다. 그 이름에도 불구하고, 양자 순간 이동은 텔레비전 쇼 Star Trek 에 묘사 된 순간 이동 유형과 관련이 없습니다. 그리고 다른 공상 과학 이야기. 이러한 순간 이동은 일반적으로 물질 물체를 분해하고, 어떻게 든 공간을 통해 내용물을 비추고, 먼 위치에서 물체를 즉시 완벽하게 조립하는 것을 포함합니다. 양자 순간 이동에서는 아무것도 붕괴되고 재 조립되며 어디에서나 여행하든 상관 없습니다. 또한, 프로세스는 광자, 전자, 원자 등의 개별 양자 입자 수준에서만 작동합니다. 길고 짧고 양자 순간 이동 및 "실제"순간 이동은 공통점이 없습니다.
그러나 양자 순간 이동이 일을 움직이지 않으면 어떻게해야합니까?
Quantum Teleportation은 멀리 떨어진 팀을 행성 표면으로 보내는 것과 비교할 때 훨씬 덜 야심 찬 일을하는 것을 목표로합니다. 양자 순간 이동은 하나의 양자 입자의 조건 또는 "상태"를 입자 자체를 보내지 않고 다른 먼 입자로 즉시 전달합니다. 한 시계에서 독서를 먼 곳으로 옮기는 것과 비슷합니다.
하나의 시계를 읽고 같은 방식으로 두 번째를 설정하는 것이 인상적인 것은 무엇입니까?
광자와 같은 입자의 양자 상태는 시계를 읽는 것보다 더 복잡하고 훨씬 더 섬세합니다. 시계를 읽은 다음 다른 시계를 동시에 설정할 수 있지만 일반적으로 양자 입자의 상태를 변경하지 않고 측정 할 수 없습니다. 그리고 당신은 단순히 한 양자 입자의 상태를 다른 양자 입자의 상태를 "복제"할 수는 없습니다. 양자 역학의 규칙은 그것을 허용하지 않습니다. 대신, 당신이해야 할 일은 실제로 해당 상태를 측정하지 않고 하나의 양자 입자의 상태를 다른 양자 입자로 전달하는 방법을 찾는 것입니다. 시계 비유를 계속하려면 첫 번째 시계를 보지 않고 한 시계의 설정을 다른 시계로 전송하는 것처럼 보입니다.
어떻게 작동 할 수 있습니까?
조금 복잡합니다. 그것에 대한 느낌을 얻으려면 양자 상태에 대해 알아야합니다. 단일 광자를 고려하십시오. 광자는 전자기파의 기본 비트이므로 전기장이 수직 또는 수평으로 가리키도록 "편광"될 수 있습니다. 양자 역학의 기묘함 덕분에 광자는 두 상태에서 한 번에 두 상태 일 수 있으므로 광자는 문자 그대로 수직 및 수평으로 동시에 양극화 될 수 있습니다. 수직 및 수평 도움말의 양은 광자 상태를 정의합니다.
그러나 그것은 그것보다 훨씬 더 복잡해집니다. 수직 및 수평의 혼합물 외에도 광자 상태는 두 번째 매개 변수로 정의되며, 이는 "위상"이라는 일종의 각도입니다. 따라서 광자의 실제 상태는 수직 및 수평의 혼합물과 위상으로 구성됩니다. 북극은 순수한 수직 상태를 나타내고 남극은 수평 후기 상태를 의미하는 추상 구 또는 지구의 도움으로 시각화 될 수 있습니다.
광자의 정확한 상태는 지구의 한 지점이며, 위도는 상태에서 수직 및 수평의 균형을 제공하고 경도가 단계를 제공합니다. 예를 들어, 적도의 모든 지점은 광자가 수직과 수평의 동일한 혼합물이지만, 더 복잡한 측정에서 조사 될 수있는 단계가 다르고
의 상태를 나타냅니다.그래서 왜 지구의 지점을 읽을 수 없습니까?
양자 입자의 측정은 제한된 정보만을 제공하기 때문에 할 수 없습니다. 알려지지 않은 상태의 광자가 주어지면 지구의 국가의 "좌표"가 무엇인지 물어볼 수 없습니다. 대신, 당신은 어느 쪽/또는 측정을 수행해야합니다. 가장 간단한 것은 :광자가 수직 또는 수평으로 편광 된가? 이 측정은 주에서 수직 및 수평의 정확한 혼합에 의존하는 확률로 하나의 결과 또는 다른 결과를 제공합니다. 그러나 그것은 당신에게 단계를 말하지 않을 것입니다. 그리고 그것은 원래 상태를 "붕괴"하여 광자가 순수하게 수직 또는 수평 인 상태에서 한 극 또는 다른 쪽을 가리키게합니다. 원래 상태의 방해는 양자 이론에서 피할 수 없습니다.
그러나 광자의 정확한 상태를 측정 할 수 없다면 어떻게 전송합니까?
더 많은 광자와 또 다른 이상한 양자 역학이 필요합니다. "얽힘"이라는 미묘한 연결을 통해 두 개의 광자를 연결할 수 있습니다. 두 개의 광자가 얽히는 경우, 각 광자의 상태는 완전히 불확실하지만 두 상태는 상관됩니다. 따라서 우리의 추상 지구에서 각 광자의 위치는 완전히 결정되지 않습니다. 문자 그대로 한 번에 모든 방향을 가리키고 있습니다. 그러나 그 불확실성에도 불구하고, 두 광자의 상태는 상관되어 동일하게 보장 될 수 있습니다. 즉, 당신이 80º 서쪽의 40º 북쪽의 지구 방향으로 하나의 광자를 무너 뜨린 멋진 측정을했다면, 두 번째는 아무리 멀리 떨어져 있더라도 같은 상태로 즉시 붕괴 될 것이라는 것을 알게 될 것입니다. 이러한 쌍은 양자 순간 이동에 중요합니다.
작동 방식은 다음과 같습니다. 앨리스와 밥이 두 사람이 있다고 가정 해 봅시다. Alice는 순간 이동하고자하는 광자를 준비합니다. 즉, 그녀는 추상 지구에서 위치를 설정합니다. 그녀는 그것을 광섬유로 찰리에게 보냅니다. 동시에 Charlie는 한 쌍의 얽힌 광자를 준비합니다. 그는 하나를 유지하고 두 번째 것을 밥에게 보냅니다.
이제 까다로운 부분이 있습니다. Charlie는 Alice의 광자를받을 때 그것을 가져갈 수 있고 그가 보관하고 특정 유형의 "관절"측정을 수행 할 수 있습니다. 양자 측정이 광자 상태를 붕괴시키기 때문에 Charlie의 측정은 실제로 두 광자를 얽힌 상태로 강제합니다. (Charlie의 측정은 실제로 하나의 질문을 묻습니다.
그러나 찰리가 앨리스로부터 얻은 두 개의 광자와 원래의 얽힌 쌍에서 보관 한 것들은 눈에 띄는 일이 일어난다. 그가 밥에게 보낸 광자는 즉시 앨리스의 원래 광자 상태로 무너집니다. 즉, 앨리스의 광자의 글로브 환경은 밥이 찰리에서 킬로미터 떨어져 있어도 밥에게 순간 이동되었습니다.
그러나 왜 그런 일이 발생합니까?
실험은 얽힘에 내재 된 상관 관계에 결정적으로 의존합니다. 그 외에도 앨리스의 광자 상태가 왜 밥으로 옮겨 졌는지 알아 보려면, 당신은 돌아가서 수학을 통해 일해야합니다. 일단 당신이 표기법에 익숙해지면, 고등학교 대수를받은 사람은 누구나 계산을 할 수 있습니다. 그 대수가 좋은 것 중 하나입니다.
이것이 물리학 자들이 실제로 한 일입니까?
닫다. 유일한 차이점은 다른 분극이 아닌 광자의 기본 상태에 대해 약간 다른 도착 시간을 사용했다는 것입니다. 실험에서 어려운 부분은 Bob에게 보낸 두 광자가 같은 일반적인 시간에 도착하여 색과 편광이 동일하다는 것을 보장하는 것이 었습니다. 그들이 구별 할 수 있다면 실험은 작동하지 않을 것입니다. 그것들은 그러한 장거리 순간 이동에 대한 기술적 인 도전이었습니다.
그래서 이것이 아마도 좋은 것은 무엇입니까?
비록 추상적이지만 양자 순간 이동을 사용하여 양자 인터넷을 만드는 데 사용될 수 있습니다. 이것은 오늘날의 인터넷과 같지만, 사용자는 양자 상태와 고전 정보 대신 포함 된 정보를 전송할 수 있습니다.이 정보는 기본적으로 0과 1의 문자열입니다.
현재, 물리학 자와 엔지니어는 보안 메시지가 광 섬유를 통해 보낸 부분적으로 양자 네트워크를 구축했습니다. 이러한 기술은 단일 광자를 사용하여 코딩 된 메시지 잠금 및 잠금 해제를위한 수치 키를 배포하여 작동합니다. 그들은 도청인이 광자를 방해하지 않고 그의 존재를 드러내지 않고 그 광자를 측정 할 수 없다는 사실을 이용합니다. 그러나 지금, 해당 네트워크는 메시지를 네트워크의 모든 노드에서 디코딩하고 인코딩해야하므로 노드가 해킹에 취약 해집니다.
.양자 순간 이동을 통해 물리학 자와 엔지니어는 네트워크의 먼 노드 사이에 얽힘 연결을 설정할 수 있습니다. 원칙적으로,이를 통해 해당 노드의 사용자는 중개 노드에서 디코딩 할 수없고 본질적으로 버릴 수없는 인코딩 된 메시지를 전달할 수 있습니다. 그리고 물리학자가 일반 목적 양자 컴퓨터를 구축하는 데 성공했다면 (0, 1 또는 0 및 1로 설정할 수있는 "큐 비트"를 사용하여 기존 컴퓨터를 압도하는 특정 계산을 수행 할 경우, 그러한 양자 네트워크를 통해 사용자가 원격 터미널에서 컴퓨터의 초기 설정에로드 할 수 있습니다. 언제 일어날까요?
누가 알아? 그러나 양자 인터넷은 일반 목적 양자 컴퓨터보다 훨씬 일찍 나타날 것으로 보입니다.
허. 시원한! 그러나 겨울에는 일할 것이 없습니까?
죄송합니다. 여전히 묶고 감기에 직면해야합니다.
