Τρίτη, 24 Οκτωβρίου 2017

Τα πειράματα τηλεμεταφοράς





Ο Κόσμος της κβαντικής φυσικής αποκαλύπτει τα μυστικά του: Τα πειράματα τηλεμεταφοράς

Πρόσφατα πειράματα δείχνουν ότι μια μορφή μη τοπικής σύνδεσης που είναι γνωστή ως "τηλεμεταφορά" υπάρχει όχι μόνο ανάμεσα σε μεμονωμένα σωματίδια, αλλά ακόμη και ανάμεσα σε ολόκληρα άτομα.  Η τηλεμεταφορά αποδείχτηκε πειραματικά το 1997 για την κβαντική κατάσταση φωτονίων σε δέσμες φωτός και για την κατάσταση των μαγνητικών πεδίων που παράγονται από νέφη ατόμων.

Την άνοιξη του 2004 πειράματα-ορόσημα από δύο ομάδες φυσικών, μία στο Εθνικό Ινστιτούτο Μέτρων και Σταθμών στο Κολοράντο και μία στο Πανεπιστήμιο του Ίνσμπρουκ στην Αυστρία, έδειξαν ότι η κβαντική κατάσταση ολόκληρων ατόμων μπορεί να τηλεμεταφερθεί με τη μεταφορά κβαντικών bits ("qubits") που ορίζουν τα άτομα.

Στο πείραμα του Κολοράντο, με επικεφαλής τον Μ. Ντ. Μπάρετ (M.D. Barret), τηλεμεταφέρθηκε με επιτυχία η βασική κατάσταση ιόντων βηρυλλίου, και στο πείραμα του Ίνσμπρουκ, με επικεφαλής τον Μ. Ριμπ (M. Riebe), τηλεμεταφέρθηκαν οι βασικές και μετασταθερές καταστάσεις μαγνητικά παγιδευμένων ιόντων ασβεστίου. Οι φυσικοί πέτυχαν μια τηλεμεταφορά με εξαιρετικά υψηλή πιστότητα - 78% από την ομάδα του Κολοράντο και 75% από την ομάδα του 'Ινσμπρουκ - χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνικές αλλά ακολουθώντας το ίδιο βασικό πρωτόκολλο.

Πρώτα, δύο φορτισμένα άτομα (ιόντα), που ονομάζονται Α και Β, "διαπλέκονται", δημιουργώντας την ακαριαία σύνδεση που παρατηρείται και στο πείραμα EPR. Κατόπιν, κωδικοποιείται μέσα σε ένα τρίτο άτομο, που ονομάζεται P, η σύμφωνη υπερτιθέμενη κβαντική κατάσταση που θα τηλεμεταφερθεί. Κατόπιν μετράται το A, ένα από τα διαπλεγμένα ιόντα και το άτομο P. Σε αυτό το σμείο η εσωτερική κβαντική κατάσταση του B μετασχηματίζεται, και παίρνει ακριβώς την κατάσταση που είχε κωδικοποιηθεί μέσα στο P! Δηλαδή, η κβαντική κατάσταση του  P "τηλεμεταφέρεται" στο B.

Αν και τα πειράματα απαιτούν πολύπλοκες διεργασίες, η φυσική διαδικασία που επιδεικνύουν είναι σχετικά απλή. Όταν το A και το  P μετρηθούν μαζί, η προϋπάρχουσα μη τοπική σύνδεση ανάμεσα στο A και το B δημιουργεί μια μη τοπική μεταφορά κατάστασης από το P στο B. Στο πείραμα EPR, το ένα από τα δύο διαπλεγμένα σωματίδια "πληροφορεί διαμορφωτικά" ή "δια-πληροφορεί" το άλλο για τη μετρηθείσα κατάστασή του.

Παρόμοια, στα πειράματα τηλεμεταφοράς, η μέτρηση του ενός από τα δύο διαπλεγμένα ιόντα μαζί με ένα τρίτο ιόν κωδικοποιεί την κατάστασή του τρίτου ιόντος στο δεύτερο δίδυμο ιόν. Επειδή η διαδικασία καταστρέφει την υπερτιθέμενη κβαντική κατάσταση του A και την αναδημιουργεί στο P, θυμίζει την ιδέα της "τηλεμεταφοράς" ενός αντικειμένου από το ένα σημείο σε ένα άλλο, η οποία απαντάται στην επιστημονική φαντασία.

Τα πιο εξελιγμένα πειράματα τηλεμεταφοράς ανοίγουν τεράστιους ορίζοντες. Σε λίγο οι φυσικοί θα βρουν τρόπους για να τηλεμεταφέρουν qubits όχι μόνο από ένα άτομο σε ένα άλλο, αλλά ανάμεσα σε ένα μεγάλο αριθμό σωματιδίων ταυτόχρονα. Αυτό θα οδηγήσει σε διάφορες τεχνολογικές καινοτομίες, ανάμεσά τους και μια νέα γενιά ταχυτήτων κβαντικών υπολογιστών.

Αν διανεμηθεί ένας μεγάλος αριθμός διαπλεγμένων σωματιδίων σε όλη τη δομή ενός υπολογιστή, η "κβαντική τηλεμεταφορά" μπορεί να δημιουργήσει μια ακαριαία μεταφορά πληροφοριών ανάμεσά τους χωρίς να χρειάζεται να συνδέονται τα σωματίδια μεταξύ τους ή ακόμη και να είναι το ένα δίπλα στο άλλο.

Απόσπασμα από το βιβλίο του Ervin Laszlo, Η Νέα Επιστήμη και το Ακασικό Πεδίο, Εκδόσεις Αρχετυπο
.
Μοιραστείτε το!!! :)

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου