Scienza

Teletrasportami su: il teletrasporto quantistico a lunga distanza è avvenuto per la prima volta in assoluto

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Alzi la mano chi ha mai voluto essere teletrasportato sul ponte di trasporto della USS Enterprise. Forse non siamo ancora arrivati ​​al punto di teletrasportare interi esseri umani (scusa Scotty), ma quello che abbiamo ottenuto è un enorme passo avanti verso l'internet quantistica.

Guidato da Caltech, un team collaborativo di Fermilab, Jet Propulsion Lab della NASA, Harvard University, University of Calgary e AT&T ora si sono teletrasportati con successo qubit (unità di base delle informazioni quantistiche) su quasi 14 miglia di cavi in ​​fibra ottica con una precisione del 90%. Ciò è dovuto all'entanglement quantistico, il fenomeno in cui le particelle quantistiche che sono misteriosamente impigliate si comportano esattamente allo stesso modo anche quando sono lontane l'una dall'altra.

Quando l'internet quantistica sarà finalmente una cosa, il Wifi sembrerà obsoleto e il dial-up sarà ancora più antico di quanto non sia già. Abbiamo ottenuto un teletrasporto quantistico sostenuto e ad alta fedeltà utilizzando time-bin (tempo di arrivo_ qubit di luce, alla lunghezza d'onda delle telecomunicazioni di 1,5 micron, su cavi in ​​fibra ottica, ha detto Panagiotis Spentzouris, capo della scienza quantistica presso il Fermilab Quantum Institute SYFY WIRE.Questo tipo di qubit è compatibile con diversi dispositivi necessari per l'implementazione di reti quantistiche.



Quello che potresti riconoscere sono i cavi in ​​fibra ottica utilizzati nell'esperimento, poiché oggi sono ovunque nella tecnologia delle telecomunicazioni. Laser, elettronica e apparecchiature ottiche che sono state utilizzate anche per gli esperimenti al Caltech (CQNET) e al Fermilab (FQNET) che un giorno potrebbero evolversi nella prossima iterazione di Internet. Sebbene questa sia un'attrezzatura che probabilmente riconosci anche tu, ciò che ha fatto per questi esperimenti è stato consentire loro di funzionare senza problemi. Le informazioni viaggiavano attraverso i cavi a velocità di curvatura con l'aiuto di sistemi semi-autonomi che le monitoravano mentre gestivano il controllo e la sincronizzazione delle particelle entangled. Il sistema potrebbe funzionare fino a una settimana senza intervento umano.

Quindi, se i qubit entangled sono indissolubilmente collegati nonostante la distanza tra loro, c'è anche un limite alla distanza che può viaggiare l'informazione? Ipoteticamente, potrebbero andare avanti all'infinito. I limiti che esistono in realtà non sono nei qubit ma negli effetti di ciò che li circonda. Mentre uno dei qubit contenenti informazioni rimane dov'è, l'altro deve eseguire lo zoom dove deve trasferire tali informazioni. Potrebbe incontrare ostacoli lungo il percorso.

Ciò che limita la distanza a cui l'informazione può essere trasmessa è la perdita e il rumore: o dalle proprietà del mezzo che utilizziamo per inviare le informazioni o dagli effetti dell'ambiente sul mezzo, o imperfezioni sulle varie operazioni che dobbiamo eseguire per realizzare il trasferimento di informazioni, Spentzouris, coautore di uno studio recentemente pubblicato su PRX si sforzano come , disse.

Per mantenere Internet quantistico in esecuzione ad alta precisione e su distanze intorno a ciò che è stato in grado di coprire in questo esperimento, il teletrasporto quantistico che lo alimenta ha bisogno memoria quantistica e ripetitori quantistici . La memoria quantistica è fondamentalmente la versione quantistica della memoria che il tuo computer e il tuo smartphone usano ora. Invece di archiviare la memoria come qualcosa come 100101011, la memorizza sotto forma di qubit. Per consentire ai qubit entangled di viaggiare il più lontano possibile, i ripetitori quantistici facilitano l'attraversamento di quei qubit suddividendoli in sezioni su cui vengono teletrasportati.

Con questo sistema, Spentzouris e il suo team stanno pianificando di tracciare l'epopea Rete quantistica dell'Illinois Express (IEQNET) , che utilizzerà le stesse tecnologie che gli esperimenti CQNET e FQNET hanno portato a termine con successo. Ovviamente sarà necessaria più tecnologia per realizzare questa idea di fantascienza. Combinerà funzioni quantistiche e non quantistiche per i suoi nodi e controlli quantistici. L'unica cosa che mancherà saranno i ripetitori, poiché avranno bisogno di più sviluppo per operare su una tale estensione. Spentzouris crede che il calcolo quantistico stesso vada ben oltre Internet.

Il calcolo quantistico completamente distribuito include applicazioni che includono GPS, calcolo sicuro al di là di tutto ciò che può essere ottenuto ora, fino a consentire progressi nella progettazione di nuovi materiali e medicina, nonché scoperte scientifiche di base, ha affermato. Rilascerà tutta la potenza dell'informatica quantistica e avrà un profondo impatto sulle nostre vite.



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