Материалы портала «Научная Россия»

Всего одна квантовая частица способна обеспечивать двусторонннюю связь

Всего одна квантовая частица способна обеспечивать двусторонннюю связь
Появились доказательства того, что, используя всего один фотон, или частицу света, двое людей могут одновременно передавать информацию друг другу.

Это возможно благодаря особенной черте квантовой механики — принципу суперпозиции, согласно которому частицы могут находиться в двух разных местах одновременно. Передача информации при помощи квантовых частиц — популярная тема для исследований, и в двух новых статьях на эту тему открывают неизвестный до сего момента аспект этой техники. В первой из них содержится теоретическое объяснение того, как при помощи всего одной частицы можно осуществить двустороннюю коммуникацию, а во второй описывается демонстрация этой процедуры.

Для понимания теории этого процесса представим, что двое людей — Алиса и Боб — расположены на некотором расстоянии друг от друга. Согласно законам классической физики, для одновременной коммуникации у каждого из них должен быть свой фотон, переносящий один бит информации (значение 0 или 1). Однако если у них есть фотон, находящийся в суперпозиции — одновременно расположенный около Алисы и около Боба, — оба могут изменить фотон так, чтобы он принял значение 0 или 1, и затем переслать друг другу. То, как каждый из них изменит фотон, будет определять, у кого из них фотон окажется в итоге. Если они оба придадут фотону одинаковое значение, то фотон окажется у Алисы. Если их значения не будут совпадать, то у Боба. Так как Алиса знает, 0 или 1 она послала, она тут же узнает, какое значение послал Боб, и наоборот.

В ходе эксперимента ученые посылали отдельные фотоны через различные оптические установки. Подготовленный таким образом фотон оказывался в суперпозиции, оказываясь одновременно на двух станциях, которые символически обозначали Алису и Боба. Меняя фазу электромагнитной волны света, исследователи придавали фотону значение 1 или 0, и в результате, как и описано в теории, частица оказывалась на одной из станций.

Значение этого эксперимента состоит в том, что между участниками происходит надежно защищенная от взлома коммуникация, в процессе которой и передаваемая информация и даже направление связи остаются приватными. Овладение этой техникой способствует развитию новых квантовых коммуникационных систем, которые одновременно надежны и эффективны с точки зрения ресурсопотребления.

квантовая связь квантовая суперпозиция

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий