Секрет телепортации раскрыт?

Возможно, в обозримом будущем телепортация будет доступна любому путешественнику. Недавно китайские физики провели эксперимент по передаче квантового состояния фотонов на 16 километров в свободном пространстве. И у них получилось!

В фантастических книгах и фильмах телепортация давно уже является стандартной транспортной услугой. Ведь более быстрого и удобного способа перемещения в пространстве — еще не придумали. Даже серьезные ученые поддерживают эту захватывающую идею молниеносного перемещения из пункта, А в пункт Б.

Так, еще основатель кибернетики Норберт Винер в своей работе "Кибернетика и общество" посвятил "возможности путешествовать при помощи телеграфа" целую главу. С тех пор прошло больше полувека, и за это время мы почти вплотную приблизились к мечте человечества о таких путешествиях. Ведь в нескольких лабораториях мира осуществлена успешная квантовая телепортация.

Телепортация именно квантовая потому, что квантовые объекты — атомы — имеют такие свойства, которые обусловлены законами квантового мира и в макромире, то есть в нашем, обычном, не наблюдаются. Именно такие свойства частиц и послужили основой экспериментов по телепортации.

Кроме того, важно уяснить, что квантовая телепортация — это перенос не объекта, а только неизвестного квантового состояния одного объекта на другой квантовый объект.

Мало того, что квантовое состояние телепортируемого объекта так и остается для нас тайной, оно к тому же необратимо разрушается. Но совершенно точно то, что в этих опытах идентичное состояние переносится на другой объект в другом месте.

Первый эксперимент по квантовой телепортации поляризационного состояния фотона был проведен в 1997 году группами физиков под руководством Антона Цайлингера (Университет Инсбрука) и Франческо де Мартини (Университет Рима).

Опыты в 2004 году продолжили физики М. Райб и М. Баррет. В 2006-ом исследовательской группой из Института Нильса Бора в Копенгагене была впервые осуществлена успешная телепортация между объектами разной природы — квантами лазерного излучения и атомами цезия.

23 января 2009-го ученым впервые удалось телепортировать квантовое состояние иона на один метр.

И вот новый прорыв — 16 мая 2010 года физики из Научно-технического университета Китая и Университета Цинхуа провели эксперимент по передаче квантового состояния фотонов на 16 километров в свободном пространстве. Уже почти фантастика!

Ранее в опытах с фотонами использовались оптоволоконные линии связи длиной в несколько сотен метров, а авторы сделали выбор в пользу передачи в свободном пространстве.

Эксперимент был построен по известной схеме с тремя фотонами А, В и С. В ней отправителю и получателю выдаются фотоны С и В из "запутанной" пары, и отправитель, у которого также есть частица А, проводит измерение системы АС, вследствие чего начальное состояние, А, разрушается. Результат измерения высылается по стандартному каналу получателю, который затем проводит необходимое преобразование над частицей B и восстанавливает исходное состояние A.

Квантовый канал связал Бадалин, находящийся в 75 км от Пекина, и Хуайлай, что в провинции Хэбэй. Пары "запутанных" фотонов, один из которых отправляется на расстояние в 16 км, физики получали по методу спонтанного параметрического рассеяния с использованием кристалла бета-бората бария (β-BaB2O4).

Как сообщается, определенный по результатам опыта показатель надежности передачи квантового состояния оказался равен 89 процентов.

Несмотря на все современные достижения в области квантовой телепортации, перспективы такого способа передвижения для человека остаются весьма туманными. Практика в этом случае намного сложнее теории. Так что в ближайшее время нам с вами вряд ли придется попутешествовать по мирам с помощью телепортации, а тем более — с гарантированной безопасностью. Ведь достаточно одной ошибки — и можно превратиться в бессмысленный набор атомов.

Пока же практическое применение для телепортации нашлось быстро — это квантовые компьютеры, где информация хранится в виде набора квантовых состояний. Тут телепортация оказалась идеальным способом передачи данных, который принципиально исключает возможность перехвата и копирования передаваемой информации.

Вячеслав Локацкий