Atsangana hitondra teleportation: ny lehibe hitan'ny ny fizika

Atsangana hitondra teleportation dia iray amin'ireo zava-dehibe indrindra eo amin'ny protocols vaovao atsangana hitondra. Miorina amin'ny loharanon-karena ara-batana ny fikorontanana, izany no tena singa vaovao isan-karazany sy asa maneho ampahany manan-danja atsangana hitondra teknolojia mitendry anjara lehibe eo amin'ny fampandrosoana ny atsangana hitondra bebe kokoa computing, tambajotra sy ny fifandraisana.

Avy siansa foronina ny siansa no tena nahafantarana

Efa hatramin'ny roapolo taona mahery ny nahitana atsangana hitondra teleportation, izay angamba no iray amin'ireo tena mahaliana sy mampientam-po vokatry ny "mahahafakely" ny atsangana hitondra Mechanics. Fony tsy mbola natao izao no hitan'ny lehibe, izany hevitra an'ny faritra ny siansa tantara noforonina. Noforonina voalohany tamin'ny 1931 amin'ny Charles H. Fort teny hoe "teleportation" dia nanomboka nampiasaina mba hilazana ny fomba izay ny vatana sy ny zavatra dia nafindra avy amin'ny toerana iray hafa, dia tsy tena mandresy ny elanelana eo amin'izy ireo.

Tamin'ny 1993 dia namoaka lahatsoratra iray izay mamaritra ny fifanarahana vaovao atsangana hitondra ny, antsoina hoe "atsangana hitondra teleportation", izay nizara ny sasany amin'ireo famantarana voalaza etsy ambony. Tsy toe-tsy fantatra ny rafitra ara-batana, ary tatỳ aoriana dia refesina volen'ny, na "indray mandeha" ao amin'ny toerana lavitra (ny ara-batana singa rafitra tany am-boalohany mijanona ao famindrana toerana). Ity dingana ity dia mitaky ny kilasika fitaovam-pifandraisana sy manala superluminal fifandraisana. Mitaky ny fiainana ny fifanjevoana. Raha ny marina, teleportation azo heverina ho toy ny fifanarahana ny atsangana hitondra fanazavana izay mampiseho mazava indrindra ny toetry ny tabataba; tsy eo anatrehan'ny 'ny toetry ny ny famindrana dia tsy ho azo atao ao anatin'ny sehatry ny lalàna izay mamaritra atsangana hitondra Mechanics.

Teleportation dia nilalao anjara mavitrika amin'ny fampandrosoana ny siansa ny fanazavana. Amin'ny lafiny iray, izany dia-pisainana fifanarahana, izay mitana ny anjara toerana lehibe eo amin'ny fampandrosoana ny ofisialy atsangana hitondra fanazavana teorian'ny, ary ny hafa dia singa fototry ny maro ny teknolojia. Atsangana hitondra repeater - dia manan-danja singa lavitra fifandraisana. Teleportation atsangana hitondra Switches, computation mifototra amin'ny refiny sy ny atsangana hitondra Network - Dérivés azy rehetra. Izany no ampiasaina ho toy ny fitaovana tsotra ho amin'ny fianarana ny "tafahoatra" ny fizika, tamin'ny maharitra miolakolaka sy ny etona ny lavaka mainty.

Ankehitriny atsangana hitondra teleportation voamarina ao amin'ny laboratoara manerana izao tontolo izao mampiasa isan-karazany substrates sy ny teknolojia, anisan'izany ny photonic qubits, nokleary andriamby akony, Optical fomba, vondrona ny ataoma, ny ataoma sy ny Semiconductor voafandrika rafitra. Miavaka vokatra no tratra tao an-teleportation fanandramana isan-karazany ho avy amin'ny zanabolana. Ankoatra izany, ezaka natao tena habeny hatramin'ny sarotra kokoa rafitra.

teleportation ny qubits

Atsangana hitondra teleportation tamin'ny voalohany voalaza ho roa-anivon'ny rafitra, ilay antsoina hoe qubits. Protocol mihevitra ny antoko lavitra roa, atao hoe Alice sy Bob, izay mizara qubit 2, A sy B dia voafandrika ao madio toetra, antsoina koa hoe Bell mpivady. Eo anoloan'ny varavaran'ny Alice nomena qubit hafa ary ny fepetra ρ tsy fantatra. Izany dia manao ny mpiara atsangana hitondra fandrefesana, antsoina hoe nahitana Bell. Tsy mitondra A sy A ao amin'ny iray amin'ireo efatra firenena Bell. Ho vokany, ny fahan'ny fanjakana ny qubit rehefa manjavona sy Alice norefesiny Bob B qubit niara-kasaina amin'ny P ^† ρP _{l l.} Ao amin'ny dingana farany protocole Alice kilasika mampita ny vokatry ny ny fandrefesana Bob, izay mampihatra Pauli P _K mpandraharaha mba hamerina ρ tany am-boalohany.

Ny toetry ny iray voalohany qubit Alice dia heverina ho tsy mitonona anarana, satria raha tsy izany dia mihena ny fifanarahana ho amin'ny lavitra refy. Ankoatra izany, dia mety mihitsy ho anisan'ny lehibe kokoa rafitra mitambatra, nizara amin'ny antoko fahatelo (amin'ity tranga ity teleportation mahomby dia mitaky playback correlations rehetra izany antoko fahatelo).

Ny fanandramana ny mahazatra atsangana hitondra teleportation maka fanjakana sy madio am-boalohany anisan'ny abidy ho voafetra, ohatra, enin-bao ny tontolon'ny Bloch. Teo anatrehan'ny decoherence kalitaon'ny ny fanjakana naoriny indray dia azo aseho quantitatively marina teleportation F ∈ [0, 1]. Zavatra tsy araka ny marina eo amin'ny firenena ny Alice sy Bob, nahatratra rehetra ny mamantatra vokatry ny Bell sy abidy tany am-boalohany. Fa kely soatoavin'ny ny marina ny fomba misy, mamela ny tsy teleportation tsy be pitsiny loharano. , Ohatra, dia mety mivantana Alice handrefy amin'ny endriny voaloha amin'ny alalan'ny fandefasana Bob noho ny fanomanana ny vokatry ny fanjakana. Io fandrefesana-fampiofanana paik'ady antsoina hoe "klasika teleportation." Izany dia araka ny marina indrindra ny F _class = 2/3 na inona na inona fahan'ny fanjakana, ny mitovy manavakavaka fepetra mifanohitra izy abidy toy ny tontolon'ny Bloch enina bao.

Noho izany, mazava tsara miresaka momba ny fampiasana ny loharanon-karena dia atsangana hitondra ny fametrahana mazava tsara sanda F> F _kilasy.

Tsy iray qubit

Araka ny atsangana hitondra fizika, teleportation ny qubits tsy voafetra, dia mety ahitana ny rafitra amin'ny lafiny maro-. Fa samy voafetra fepetra D azo namoaka tonga lafatra rafitra teleportation mampiasa fototra maximally voasingotr'izany-panjakana vectors izay mety ho azo avy amin'ny nomena maximally voasingotr'izany fanjakana sy ny antony {U _K} unitary mpandraharaha mahafa-po ^{_{tr (U † k U k)}} = dδ J, K . Toy izany fifanarahana azo namboarina na inona na inona toerana voafetra-Hilbert R. N. discrete rafitra miova.

Ankoatra izany, atsangana hitondra teleportation dia afaka mampihatra ny rafitra amin'ny toerana tsy manam-petra Hilbert, antsoina hoe rafitra hatrany-miova. Toy ny fitsipika, dia tonga saina noho Optical boson fomba, ny herinaratra saha izay azo lazaina Quadrature mpandraharaha.

Hafainganam-pandeha sy ny tsy fahazoana antoka fitsipika

Inona no atao hoe ny hafainganam-pandehan'ny atsangana hitondra teleportation? Information Mifindra amin'ny hafainganam-pandeha mitovy amin'ny hafainganam-pandehan'ny fampitana ny isan'ny mahazatra ihany - angamba miaraka amin'ny hafainganam-pandehan'ny hazavana. Ara-teorika, mety izao no azo ampiasaina, ny fomba kilasika tsy afaka - ohatra, amin'ny atsangana hitondra computing, izay misy ny antontan-kevitra misy ny mpandray ihany.

Atsangana hitondra teleportation ve mandika ny nampisalasala Fitsipika? Taloha, ny hevitra ny teleportation tsy tena nandray ho zava-dehibe ny manam-pahaizana, satria nino fa mandika ny fitsipiky ny fandraràna na fandrefesana na scanning dingana mba hanesorana ny vaovao rehetra tsivaky, na zavatra hafa. Araka ny fitsipiky ny tsy fahazoana antoka, ny kokoa marina ilay zavatra dia scanned, no vao mainka izany no voatariky ny scanning dingana mandra-teboka iray no tonga, rehefa tany am-boalohany toetry ny zavatra sahiran-tsaina ny toy izany hany ka bebe kokoa dia tsy azo nahazo ampy ny fanazavana mba hamoronana Mitovy tanteraka aminao. Tsy toa mandresy lahatra: raha toa ny olona iray dia tsy afaka hanesorana vaovao avy amin'ny zavatra mba hamorona dika mitovy tanteraka, ny farany tsy azo atao.

Atsangana hitondra Teleportation for Dummies

Ny mpahay siansa fa ny enina (Charles Bennett, Zhil Brassar, Claude Crépeau, Richard Dzhosa, Asera Peres, ary Uilyam Vuters) nahita fomba manodidina izany lojika, mampiasa ankalazaina sy endri-javatra mifanohitra amin 'ny atsangana hitondra Milina fantatra amin'ny anarana hoe ny Einstein-Podolsky-Rosen. Dia nahita fomba vaovao teleported banjino ny zavatra A, sy ny sisa untested anjara amin'ny alalan'ny famindrana ny vokatry ny zavatra hafa mifandray amin'ny A tsy mitoetra.

Taty aoriana, rehefa mampihatra ny C hatsiaka miankina scanned fanazavana azo niditra tao amin'ny fanjakana A ho banjino. Ary ny tenany dia tsy ao amin 'ny toe-javatra toy ny nofoanana scanning dingana, dia toy izany no tratra dia teleportation, tsy replication.

Ny tolona ho an'ny isan-karazany

• Ny voalohany atsangana hitondra teleportation nitranga tamin'ny 1997 saika niara mpahay siansa avy amin'ny Oniversiten'i Innsbruck sy amin'ny Oniversiten'i Roma. Nandritra ny fanandramana ny photon loharanom-baovao manana ny polarization, ary iray amin'ireo mpivady ny Azon'ny tamberintany photons no niova ka ny faharoa tany am-boalohany polarization photon nahazo. Araka izany dia samy photons fizarany avy ny tsirairay.
• Tamin'ny 2012, nisy tapaka atsangana hitondra teleportation (Shina University ny Siansa sy ny Teknolojia) amin'ny alalan'ny Alpine farihy teny lavidavitra teny ny 97 km. Ny ekipa ny mpahay siansa avy any Shanghai tarihin'ny Juan Iinem nahavita hampivelatra ny rafitra manome hevitra izay namela indrindra lasibatra andry.
• Tamin'ny Septambra, atsangana hitondra an-tsoratra teleportation amin'ny 143 km dia nentina nivoaka ny taona io ihany. Aotrisy mpahay siansa avy amin'ny Akademia Momba ny Siansa any Aotrisy sy ny University of Vienne teo ambany fitarihan'ny Antona Tsaylingera no soa aman-tsara azo avy atsangana hitondra fanjakana eo amin'ny roa Nosy Canary ao La Palma sy Tenerife. Nampiasa ny fanandramana roa andalana Optical fifandraisana an-kalamanjana, kvantumnaya sy kilasika, matetika uncorrelated polarization tahotra ny mpivady ny photons loharanom-baovao, sverhnizkoshumnye tokan-photon detectors sy clutch synchronization famantaranandro.
• Tamin'ny 2015, mpikaroka avy ao amin'ny US National Institute of Fitsipika sy ny Teknolojia ho an'ny fotoana voalohany nanao ny famindrana ny vaovao mahery lavitra ny mihoatra ny 100 km ny Optical fibre. Izany no izay tanteraka noho ny institiota noforonina photon detector mampiasa supercondutor nanowires ny molybdène silicide.

Dia mazava fa ny tena tsara iray atsangana hitondra rafitra na ny teknolojia dia tsy mbola misy sy ny zavatra hitan'ny lehibe ny hoavy dia mbola ho avy. Na izany aza, dia afaka miezaka ny hamantatra mety ho kandidà ho an'ny fampiharana ny teleportation manokana. Mety hybridization azy ireo tsy tapaka nanome fototra sy ny fomba fiasa dia mety hanome ny hoavy indrindra ho an'ny atsangana hitondra teleportation sy ny fampiharana.

fohy lavitra

Teleportation fohy lavitra (1 m) ho atsangana hitondra computation subsystem mampanantena Semiconductor fitaovana, ny tsara indrindra amin'ny izay sary avy QED. Indrindra indrindra, supercondutor qubits transmonovye afaka manome antoka deterministic ary tena marina teleportation Chip. Izy ireo ihany koa ny mamela mivantana mikoriana ny tena fotoana, izay toa miteraka olana amin'ny photonic poti. Ankoatra izany, dia manome kokoa scalable trano, ary tsara kokoa fampidirana ny teknolojia efa misy raha ampitahaina amin 'ny fomba fijery teo aloha, toy ny voafandrika ions. Amin'izao fotoana izao, ny hantsana lalina manjaka ihany izany rafitra toa izany ny fotoana voafetra coherence (<100 MS). Zavatra olana dia azo vahana amin'ny alalan'ny fampiasana QED fampidirana amin'ny faritra Semiconductor mihodina Ensemble fahatsiarovana sela (azota-hosoloina amin'ny toerana banga na krystaly doped amin'ny tany tsy fahita firy singa), izay afaka manome ny ela coherence fotoana atsangana hitondra ny fitehirizana angon-drakitra. Amin'izao fotoana izao, io no resaka fanatanterahana ny ezaka lehibe kokoa ny fiaraha-monina ny mpahay siansa.

City rohy

Us teleport ho any an-tanàna ambaratonga (kilometatra maro) Azo mandroso mampiasa ny Optical fombafomba. Tamin'ny ambany ampy fatiantoka, ireo rafitra manome haingam-pandeha sy ny bande passante. Azo izy ireo hatrany biraonao implementations ho mpanelanelana amin'ny tontolo-niasa ny rafitra isan-karazany ny rivotra na ny Optical fibre, amin'ny fampidirana izay azo atao miaraka amin'ny Ensemble ny atsangana hitondra fahatsiarovana. Nandritra lavitra, fa amin'ny hafainganam-pandeha ambany mety ho tratra amin'ny alalan'ny fomba safiotra na amin'ny alalan'ny fampivelarana tsara repeaters mifototra amin'ny dingana tsy Gaussian.

fifandraisan-davitra

Lavitra atsangana hitondra teleportation (mihoatra ny 100 km) dia mavitrika faritra, nefa mbola mijaly avy amin'ny misokatra olana. Polarization qubits - ny tsara indrindra ho an'ny mpitondra-hafainganam-pandeha ambany teleport ny ela fibre optic fitaovam-pifandraisana sy ny alalan 'ny rivotra, fa amin'izao fotoana izao ny protocole dia probabilistic noho ny tsy feno mamantatra Bella.

Na dia probabilistic teleportation sy ny fisafotofotoana dia mety ho toy ny distillation fampiharana ny fisafotofotoana sy ny atsangana hitondra Fifidianana Akama, nefa mazava tsara ny fifandraisana samy hafa izay ny fahan'ny vaovao dia tsy maintsy ho tanteraka voatahiry.

Raha manaiky izany probabilistic toetra, ny fampiharana ny zanabolana dia ao anatin'ny takatry ny teknolojia maoderina. Ankoatra ny fampidirana ny fomba ampy, ny tena olana dia ny avo nateraky ny fatiantoka ny amin'ny fivelatry ny hazo. Izany dia azo mandresy ao anatin'ny fisafotofotoana fanahafana izay dia zaraina avy amin'ny zanabolana ny terestrialy teleskaopy lehibe amin'ny hazavana miditra. Mihevitra ho manana ho zanabolana hazavana miditra ny 20 sm amin'ny 600 km haavon'ny ary 1 m hazavana miditra teleskaopy amin'ny tany, misy afaka manantena ny 75 dB ny very amin'ny downlink fantsona izay latsaky ny 80 dB very amin'ny tany ambaratonga. Fampiharana ny "tany zanabolana" na "mpiara-mitory zanabolana" dia sarotra kokoa.

atsangana hitondra fahatsiarovana

Future fampiasana ny teleportation izay tafiditra ao ny scalable tambajotra dia mifandray mivantana ny fampidirana amin'ny atsangana hitondra fahatsiarovana. Ity farany dia tsy maintsy manana mahafinaritra eo amin'ny fiovam-po ny fahaiza interface tsara "-taratra zavatra ', dia marina ny fandraisam-peo sy ny famakian-teny, ny fotoana sy ny fitehirizana afaka, hafainganam-pandeha avo sy ny fitehirizana fahaizana. Voalohany indrindra dia mamela anao mampiasa repeaters noho ny mampitombo fifandraisana lavitra any an-dafin'ny famindrana mivantana mampiasa ny fahadisoana Laharana fanitsiana. Ny fampandrosoana ny tsara atsangana hitondra fahatsiarovana tsy hamela fotsiny ny hizara fisafotofotoana sy ny teleportation Network ny fifandraisana, fa koa mifandray amin'ny fandraisana vaovao voatahiry. Amin'ny farany, io mety hivadika ho amin'ny tambajotra iraisam-pirenena nizara ny atsangana hitondra solosaina na ny fototry ny hoavy atsangana hitondra Internet.

fanantenana fandrosoana

Nokleary ensembles fomba nentim-paharazana heverina tsara tarehy noho ny fiovam-po mahomby ny "hazavana-zavatra" sy ny millisecond fotoam-fitehirizana, izay mety ho hatramin'ny 100 MS ilaina ny mamindra mazava manerantany. Na izany aza, mandroso kokoa ny fisehoan-javatra ankehitriny andrasana miorina amin'ny Semiconductor rafitra, izay tsara Ensemble kofehy ireny atsangana hitondra fahatsiarovana tafiditra mivantana amin'ny scalable QED maritrano ny faritra. Zavatra tsy fahatsiarovana fotsiny ny fotoana coherence hanitatra ny faritra QED, fa koa mba hanome Optical-microwave interface tsara ho an'ny interconversion ny fifandraisan-davitra sy ny Chip Optical microwave photons.

Noho izany, ho avy ny zavatra hitan'ny mpahay siansa eo amin'ny sehatry ny aterineto no atsangana hitondra mety ho miorina amin'ny lavitra Optical fifandraisana, ho an'ny vondrona semiconducting conjugated vaovao atsangana hitondra fanodinana.