Gyles Lewis
0 
1901
465
Există o limită la cât de rapidă informație se poate mișca prin univers, la fel cum există o limită la cât de repede se poate mișca orice altceva prin univers. Este o regulă. Dar o echipă de fizicieni cuantici, cum fac deseori fizicienii cuantici, și-a dat seama cum să o îndoaie.
În condiții normale, limita finală a transferului de informații - lățimea de bandă a universului - este de un bit pentru fiecare particulă fundamentală, care nu se deplasează mai repede decât viteza luminii. Acesta este în „universul clasic”, modul în care se comportă lucrurile înainte de implicarea fizicii cuantice.
Iată de unde vine această limită: Dacă doriți să primiți un prieten format din biții „1” sau „0” prietenului dvs. la un an lumină distanță și tot ce aveți este un foton unic, puteți codifica acel singur număr binar în foton și trimite-l șuierând spre prietenul tău la viteză ușoară. Prietenul respectiv va primi mesajul un an mai târziu. Dacă prietenul tău dorește să utilizeze fotonul respectiv pentru a-ți primi un mesaj binar, trebuie să aștepți încă un an. Dacă doriți să trimiteți mai multe informații în acel moment, veți avea nevoie de mai mulți fotoni. [Album: Cele mai frumoase ecuații din lume]
Dar într-o nouă lucrare publicată pe 8 februarie în revista Physical Review Letters, o pereche de fizicieni cuantici au arătat că teoretic este posibil să dublezi lățimea de bandă.
Tehnica descrisă în lucrare, intitulată „Comunicarea în două sensuri cu o singură particică cuantică”, nu vă permite să trimiteți prietenului dvs. doi biți cu o singură particulă. Dar vă permite și dvs. și prietenului dvs. să vă transmiteți fiecare un pic de informație folosind aceeași particulă în același timp.
Dacă doi oameni vor să scoată acest truc, au scris cercetătorii, trebuie să plaseze particulele într-o „superpoziție a locațiilor spațiale diferite”.
"Acest lucru este de obicei descris ca fiind în două locuri în același timp", a declarat coautorul studiului Flavio Del Santo, de la Universitatea din Viena. .
Realitatea este un pic mai complicată, dar imaginarea particulei în două locuri simultan este o scurtătură utilă pentru a înțelege ce se întâmplă aici.
În acest fel, Alice și Bob (asta este ceea ce Del Santo și coautorul său Borivoje Dakić, de la Institutul pentru Optică Cuantică și Informații Cuantice din Austria, numit comunicatori cuantici) au fiecare aceeași particulă la începutul comunicării. Și fiecare dintre comunicatori, a spus Del Santo, poate codifica un singur bit de informație, un 1 sau un zero, în particulă.
Comunicarea lor este încă limitată de viteza luminii. Când Alice codifică un "1" în particulă, Bob nu îl vede imediat. Mai trebuie să trimită particula înapoi la el. Dar această situație este specială, deoarece Alice și Bob pot codifica fiecare informație în particule și să o trimită înapoi unul către celălalt în același timp.
Mesajul pe care fiecare dintre ei îl vede la sosirea particulei va fi rezultatul propriului bit de informație și interlocutorul lor adăugat împreună. Dacă Alice a codat un zero și Bob un 1, fiecare va vedea un 1. Dar pentru că Alice știe că a introdus un zero, va ști că Bob a introdus un 1. Și pentru că Bob știe că a introdus un 1, el ' Voi ști că Alice a pus un zero. Dacă ambele sunt plasate în 1 sau ambele introduse în zerouri, rezultatul va fi zero.
În fiecare situație, ambii receptori vor ști ce bit a trimis celălalt - și vor fi tăiați la jumătate din timpul necesar pentru ca două persoane să trimită unul pe altul biți folosind o singură particulă.
Lățimea de bandă s-a dublat.
Acest lucru funcționează în lumea reală
Lucrarea, publicată în revista Physical Review Letters, a fost pur teoretică, dar Del Santo și Dakić s-au asociat cu o echipă de experți de la Universitatea din Viena pentru a arăta că metoda poate funcționa în lumea reală.
Această porțiune a rezultatelor lor nu a trecut încă prin revizuire și publicare între colegi într-un jurnal, dar este disponibilă pe serverul de preimprimare arXiv.
Cercetătorii au folosit împărțitori de fascicule pentru a separa fotoni în superpoziție spațială, ceea ce înseamnă că, într-un anumit sens, erau în două locuri simultan. Făcând acest lucru, au scris oamenii de știință, au scos doar ceea ce descria prima lucrare: codificarea biților în fotoni împărțiți, amestecarea lor înapoi și interpretarea rezultatelor.
Cercetătorii au arătat, de asemenea, că, cu o ușoară modificare, această tehnică ar putea fi folosită pentru a conduce o comunicare perfect sigură. Dacă una dintre comunicatoare, Alice, introduce un șir de biți aleatoriu, iar Bob codează mesajul adevărat, coerent, niciun trasator nu ar putea să-și dea seama ce spunea Bob lui Alice fără să știe ce a codificat Alice, a spus Del Santo..
Publicat inițial la .