Uus Quantum-Entanglement Record Võib Põhjustada Hack-Proof Communications

{h1}

Hiina satelliidil on paardunud paksud "haardefotonid" ja nad edastavad need maa-aladele eraldi 745 miili kaugusel, jagades eelmise kauguse rekordi selliseks feat'iks ja avades uued võimalused kvantkõnes.

Hiina satelliit on jagatud paarideks "põimunud footoonideks" ja edastas need eraldi maajaamadesse 745 miili (1200 km) kaugusel, purustades eelmise kauguse rekordi sellise feat ja avades uusi võimalusi kvantkõnes.

Kvantfüüsikas, kui osakesed omavahel üksteisega suhtuvad, muutuvad nad teataval määral "kinni". See tähendab sisuliselt seda, et nad jäävad ühendatuks isegi siis, kui need on eraldatud suurte vahemaadega, nii et ükskõik milline toiming mõjutab teist.

Uuringus, mis on avaldatud täna (15. juunil) ajakirjas Science, avaldatud uues uuringus, teatavad teadlased, et ühendatud fotonipaari õnnestunud levitamine kaheks Maa-alaks, eraldatuna 747,5 miili (1,203 km) võrra. [18 suurimat lahendamata müsteeriumid füüsikas]

Teadlased on öelnud, et quantum entanglementil on huvitavaid rakendusi füüsika põhiseaduste testimiseks, vaid ka erakordselt turvaliste kommunikatsioonisüsteemide loomiseks. Sellepärast, et kvantmehaanika kinnitab, et kvant-süsteemi mõõtmine häirib seda vältimatult, nii et kõik pealtkuulamise katsed on võimatu varjata.

Kuid on raske levida sidumata osakesi - tavaliselt footoneid - suures vahemaades. Õhus või kiudoptilise kaabli kaudu reisides keskkond häirib osakesi, nii et suurema vahega, signaal laguneb ja muutub liiga kasulikuks.

2003. aastal alustas Hiina teadus- ja tehnoloogiaülikooli kvantfüüsika professor Pan Jianwei satelliitsüsteemil põhinevat süsteemi, mille eesmärk oli suruda haakunud fotonipaari maapealsetesse jaamadesse. Idee oli selles, et kuna enamus osakese teekonnast toimub ruumi vaakumi kaudu, siis tooks see süsteem kaasa tunduvalt vähem keskkonnamõjutusi.

"Paljud inimesed arvasid, et see oli hull idee, sest see oli väga keeruline, kui ta teeks juba keeruka quantum optika eksperimente hästi varjestatud optilise tabeli sees," ütles Pan ütles WordsSideKick.com. "Niisiis, kuidas saab teha sarnaseid katseid tuhande kilomeetri kaugusel ja optiliste elementidega, mis vibreerivad ja liiguvad kiirusega 8 kilomeetrit sekundis [5 miili sekundis]?"

Uues uuringus kasutasid teadlased mitu aastat hiina Micius satelliidi, et edastada põimunud fotonipaarid. Satelliidil on ultrabright sidumatu footooniallikas ja kõrge täpsusega omandav, suunamis- ja jälgimisseade (APT), mis kasutab saatja ja vastuvõtjate rivistamiseks satelliidi maajaamade ja 3 maapealse jaama vahel.

Pärast seda, kui fotod jõudsid maapealsete jaamade juurde, tegi teadlased katsed ja kinnitas, et osakesed olid endiselt takerdunud vaatamata sellele, et nad sõidud 994 miili ja 1690 miili (1600 ja 2400 km vahele) vahel olenevalt sellest, millises etapis selle orbiidil asus satelliit.

Teadlased ütlesid, et ainult väikseim 6 miili (10 km) Maa atmosfäär on piisavalt paksud, et tekitada fotoneid märkimisväärselt sekkuda. See tähendab, et nende seose üldine tõhusus oli tunduvalt kõrgem kui varasemad meetodid haardunud footoonide levitamiseks kiudoptilise kaabli abil, teadlaste sõnul. [Keerutatud füüsika: 7 teadvuspõhjused]

"Oleme saavutanud juba kahe fotoniga kaasasoleva jaotamise efektiivsuse triljoni korda tõhusamalt kui parimad telekommunikatsioonikiudud," ütles Pan. "Oleme teinud midagi, mis oleks ilma satelliidita absoluutselt võimatu."

Lisaks katsete tegemisele on selline süsteem potentsiaalseks kasutamiseks mõeldud "kvantkvaliteedi jaotamiseks", kus kahe osapoole vahel krüpteerimisvõti jagamiseks kasutatakse kvant-kommunikatsioonisüsteeme, mida ei ole võimalik kasutajatele hoiatada. Eksperdid on öelnud, et koos õige krüpteerimisalgoritmiga on see süsteem lahtirakkamatu isegi siis, kui krüptitud sõnumeid saadeti tavaliste sidekanalite kaudu.

Suurbritannia Oxfordi Ülikoolis asuvas kvantfüüsika professor Artur Ekert oli esimene, kes kirjeldas, kuidas krüpteerimisvõtme edastamiseks saab kasutada hägusaid fotosid.

"Hiina eksperiment on üsna märkimisväärne tehnoloogiline saavutus," ütles Ekert WordsSideKick.com. "Kui ma pakkusin Oxdoni üliõpilasel 1991. aastal, kui olin Oxfordis üliõpilane, pakkusin sidumata baaskvantitaanvõrgu levitamist, siis ma ei eeldanud, et see tõuseb kõrgemale!"

Kuigi praegune satelliit ei ole praktiliselt kasutamiseks praktiliste kvantkasutussüsteemide jaoks, on Pan. Üheks suhteliselt väikeseks orbiidiks tähendab see, et igal maapealsel jaamal on iga päev ainult umbes 5 minutit, ja kasutatavate fotonite lainepikkus tähendab seda, et see toimib ainult öösel, ütles ta.

Kaardiaegade ja piirkondade suurendamine tähendab kõrgema orbiidiga uute satelliitide käivitamist, kuid Pan vajab suuremaid teleskoobreid, täpsemat jälgimist ja paremat sidetõhusust. Ta lisab, et päevaajaline operatsioon nõuab footonide kasutamist telekommunikatsiooni lainepikkustel.

Kuid tulevase kvant-kommunikatsioonivõrgu arendamine nõuab märkimisväärset tööd, ütles Waterloo Quantum Computing Institute of Canada ülikooli dotsent Thomas Jennewein, et Pan Group on näidanud üht peamist ehitusplokki.

"Olen töötanud selles teadusuuringus alates 2000. aastast ja uurinud kosmosest pärinevate kvantehnoloogiliste katsete samalaadseid rakendusi ja seetõttu võin ma väga kinnitada selle Hiina rühma poolt näidatud julgust, pühendumust ja oskusi," ütles ta WordsSideKick.com.

Algne artikkel WordsSideKick.com kohta.


Video Täiendada: .




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com