Материалы портала «Научная Россия»

Китайский спутник создал квантовую запутанность на рекордном расстоянии

Китайский спутник создал квантовую запутанность на рекордном расстоянии
Квантовый спутник «Мао-Цзы», находящийся на орбите высотой 500 км, передал квантово запутанные частицы приемникам в городах Дэлинха (Тибет) и Линцзян (провинция Юньань), которые разделяют 1200 километров.

Китайские физики под руководством доктора Цзянь-Вэй Паня из Научно-технического университета Китая в Шанхае, смогли с помощью спутника «Мао-Цзы» (Micius) «передать» квантово запутанные частицы на рекордное расстояние — статья об этом вышла в журнале Science. Это достижение стало еще одним шагом на пути к созданию защищенных квантовых линий связи.

Стоит вкратце напомнить суть эффекта квантовой спутанности: она заключается в том, что элементарные частицы, расположенные на значительном расстоянии друг от друга, могут менять состояние согласованно и синхронно. Это опровергает «принцип локальности», гласящий, что на элементарную частицу влияет только ее близкое окружение. Например в данном эксперименте физики, выстрелив из лазера в установленный на спутнике кристалл, заставили его испускать пары фотонов, квантово запутанных таким образом, что их поляризация всегда противоположна.

После этого пары были разделены, а составляющие их фотоны были переданы со спутника на два приемника в городах Дэлинха (Тибет) и Линцзян (провинция Юньань). Обе эти станции находятся высоко в горах, что позволило свести к минимуму «деградацию» запутанности фотонов при их прохождении через атмосферу.

Наконец, в финальной паре эксперимента китайские физики случайным образом взяли 1000 фотонных пар, принятых в Дэлинха и Линцзяне, и обнаружили, что фотоны в них имеют противоположную поляризацию гораздо чаще, чем это было бы при случайном распределении.

«Это крупное, важнейшее достижение, — прокомментировал работу китайских коллег физик Томас Дженневайн (Thomas Jennewein) из университета Ватерлоо в Канаде. — Они взяли эту смелую идею и воплотили ее в жизнь».

В то же время, другой физик, Александр Лин (Alexander Ling) из Национального университета Сингапура указывает на то, что Паню и его коллегам удалось «поймать» на Земле только примерно один протон из 6 миллионов, посланных со спутника — а значит, впереди еще много работы.

С 1970-х гг. физики экспериментируют с явлением квантовой запутанности, стараясь разнести «запутанные» частицы как можно дальше друг от друга — ведь таким образом можно было бы передавать зашифрованную информацию на большие расстояния. Однако до сих пор сохранить эффект удавалось на расстоянии максимум 1,3 км между частицами. Дело в том, что «запутанность» быстро деградирует при передачи частиц по воздуху или оптоволкну. Спутники, обменивающиеся информацией через безвоздушное космическое пространство, могут быть решением проблемы.

Именно для поиска таких способов и был запущен в 2015 году «Мао-Цзы» — первый в мире спутник квантовой связи. Свое название он получил в честь древнекитайского философа, который, как считается, впервые в истории человечества проводил оптические эксперименты. В перспективе с помощью «Мао-Цзы» планируется также проводить эксперименты по квантовой телепортации на большие расстояния.

квантовая запутанность квантовая связь китай спутник физика

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.