O TELETRANSPORTE FICOU MAIS
FACIL
– MAS NÃO PARA VOCE, INFELIZMENTE
Graças a dois estudos publicados
na revista Nature nesta quinta-feira, a chance
de teletransporte sucesso aumentou consideravelmente.
Que é uma coisa boa, certo?
Querendo ou não você já esteve em um voo de longo curso,
provavelmente você já fantasiou sobre ser capaz de magicamente
desaparecer de um lugar e reaparecer em outro.
E a pergunta natural para um físico é se existe alguma maneira
de conseguir isso na prática.
Esta primeira manifestação foi para partículas de luz fótons).
Desde então, os cientistas têm também sido aplicadas
teletransporte para outras coisas muito pequenas, por exemplo, átomos individuais.
Então, quando podemos esperar apenas teleportar-nos ao nosso
destino escolhido?
Você pode querer sentar-se para isso.
O primeiro passo para teletransporte uma pessoa é medir e
registar a posição, a direcção de movimento e de energia de cada partícula no
corpo, o que requer mais armazenamento de dados que nunca estarão disponíveis -
muito, muito mais.
Na verdade, uma estimativa conservadora, significa
que você precisa de cerca de 10 22gigabytes (1 seguido
de 22 zeros) de espaço no disco rígido.
Proxima Centauri, a estrela mais próxima que não seja o sol da
Terra, é de cerca de quatro anos-luz
Pior, não temos mesmo método para fazer essas medições, muito
menos reconstruir uma pessoa com base nos dados.
Assim, podemos esquecer teleportar pessoas.
Conhecendo o
suficiente - mas não muito
Que tal algo muito simples - como uma única partícula?
Como cerca de um átomo, ou um fóton?
Como elas podem ser teletransportado?
O problema aqui foi pensado para ser o princípio da incerteza de Heisenberg, um dos
pilares da mecânica quântica, que limita o que você pode saber.
Pode parecer contra-intuitivo, mas se você tentar medir a
posição de um único átomo de você vai mudar sua velocidade.
Se você descobrir exatamente o quão rápido ele está se movendo,
então você não vai saber onde ele está.
O problema é que, se você quiser se teletransportar uma partícula,
esta é precisamente a informação que você quer medir e
transmitir.
Um físico chamaria essas informações o "estado"
da
partícula.
Se você não está autorizado a medir o estado completo da
partícula,
teletransporte
parece impossível
Crédito da foto: jasoneppink
Portanto, a chave para o teletransporte não está sabendo demais.
Enquanto as medições que você faz não revelar a posição ou
velocidade, então você tem uma brecha que permite contornar o princípio da
incerteza.
E se você pudesse perturbar a partícula antes de medi-lo, então
você nunca sabe o seu estado, e, em seguida, subtrair fora dessa
perturbação na outra extremidade para recriar o estado original da partícula?
A chave estava a perturbar a partícula que você quer para se
teletransportar de um modo particular.
Você pode fazer isso usando um par de partículas quânticas entrelaçados.
Estas partículas estão ligadas entre si de modo a que se medir o
estado de um dos par entrelaçado, a aprender sobre o estado da outra metade do
par.
Alice e Bob
Na descrição padrão de teletransporte, Alice
é teletransportar algo para Bob.
Alice usa uma das partículas entrelaçadas para medir o estado da
entrada de partículas.
Ela registra o que ela mede e envia as informações para Bob.
Bob
não pode dizer o que o estado da partícula foi, porque o entrelaçamento
utilizado na medição esconde a verdadeira natureza do Estado.
Wikimedia
Commons
O Bob pode fazer, no entanto, é utilizar a informação a partir
de Alice para modificar o estado da outra partícula entrelaçada.
Desta forma, ele pode recriar o estado exato da partícula Alice
originalmente medido.
Isto é como teletransporte quântico funciona.
Experiências mais fótons teleportar mais de um metro mais ou
menos dentro de um laboratório, embora tenha havido recentemente uma demonstração sobre 143 km, nas Ilhas
Canárias.
A sensação de segurança
Acontece que o teletransporte quântico não é apenas uma boa
festa truque.
A natureza da comunicação entre Alice e Bob neste sistema é
bastante interessante.
A informação que mede Alice e envia para Bob não pode ser usado
para recriar o estado de entrada sem que a outra partícula entrelaçada.
Isso significa que Eva o intruso não pode espionar medição de
Alice e obter a informação por si mesma.
A par entrelaçado é único, portanto, apenas Bob pode recriar o
estado original.
Imediatamente você tem uma técnica para comunicação segura.
Se você codificar a informação em suas partículas, medi-los com
uma parte de um estado emaranhado e, em seguida, enviar as informações para
Bob, você tem criptografia que é feita forte pela física quântica.
Você realmente não pode quebrá-la, por qualquer meio, a menos
que você tem a outra parte do par emaranhado.
Razões para ser alegre
Um chip
de 128 qubits supercondutores adiabatic quantum otimização do processador.
Wikimedia
Commons
Teletransporte tem muitos outros usos em sistemas de informação quântica
Estes são os métodos propostos para a
construção de computadores e redes de comunicação que usam a mecânica quântica
como uma parte essencial da sua funcionalidade e têm um enorme potencial para
proporcionar comunicações seguras e computação de alta velocidade.
Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation
Leia o artigo original
O problema é que toda vez que você deseja mover informação
quântica de um lugar para outro em um destes sistemas, você pode não apenas
medir as informações e enviá-lo para a próxima parte do processo, uma vez que a
medida irá destruir a informação.
Em vez disso, você pode se teleportar-lo.
De volta à natureza
Os dois artigos publicados em conjunto Nature desta semana
mostra algo muito importante.
Até agora, o teletransporte de fótons de luz, utilizando o
método descrito acima foi probabilística, porque você não pode sincronizar a
chegada dos fótons emaranhados, com a chegada do fóton a ser medido.
Na ocasião impar quando os fótons alinhados, a medida só
funcionaria metade do tempo.
Isso significa que cada vez que você tentar se teletransportar
suas informações ele só vai funcionar muito ocasionalmente - muito menos do que
1% do tempo.
Se você tem um monte de back-to-back-teletransporte circuitos em
seu computador quântico ou rede quântica, as chances de eles todos trabalhando
juntos vai tornar-se muito pequenas.
Estas duas experiências mais recentes mostram teletransporte
quântico determinista em dois sistemas diferentes, de modo que o processo não é
mais probabilística.
Em
vez disso, pode, em princípio, trabalhar cada vez que um fóton está pronto para
ser teletransportado
Crédito da foto: mercurialn
Um
dos novos estudos- por pesquisadores do Japão e da Alemanha -
mostra como é possível de se teletransportar fótons de luz que estão no espectro infravermelho, logo
abaixo do comprimento de onda visível ao olho humano.
RELACIONADO
Estamos ainda uma maneira muito está fora de ser capaz de feixe
pessoas através do espaço, mas numa primeira ciência, os físicos têm
transportado com sucesso ...
- demonstra o teletransporte de fótons de microondas com
freqüências entre 4 e 7 GHz.
Nem o sistema está pronto para a produção, no sentido de que
eles estão ambos a prova das experiências principais.
Embora o teletransporte já não é probabilística, ainda não é
100% eficiente - uma possibilidade de 40% de sucesso no caso de o sistema de
infravermelhos e de 25% no caso do sistema de micro-ondas.
Ainda assim, esta é uma grande melhoria em menos de 1%, que era
anteriormente possível com fotões.
Voos de longo curso vai continuar por algum tempo ainda, mas os
novos experimentos representam um marco no longo caminho para a construção de
um sistema de informação quântica funcional.
Ben Buchler recebe financiamento do centro da ARC de Excelência em
Computação Quântica e da Comunicação (CQC2T).
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