Ученым удалось побить рекорд по дальности квантовой телепортации (ВИДЕО)
Китайский квантовый спутник отметился первыми значимыми успехами. На днях в журнале Science вышла научная статья, где рассказывается о первых научных результатах миссии квантового спутника связи QUESS («Мо-Цзы»).
В ней говорится о том, что аппарат обеспечил распределение запутанных фотонов между тремя различными наземными базовыми станциями, удаленными друг от друга на расстояние до 1203 километров. Это в 12 раз больше, чем в предыдущих экспериментах. Таким образом, это новый рекорд запутанности. Кроме того, это первый подобный эксперимент подобного масштаба с обеспечением связи между космосом и Землей.
По словам авторов исследования, система «открывает новые возможности для реализации целесообразных квантовых каналов связи и для проведения фундаментальных экспериментов в области квантовой оптики на расстояниях, принципиально недоступных на земле».
Запущенный в августе прошлого года китайский квантовый спутник связи QUESS использовал специальный кристалл для создания пар запутанных фотонов на орбите. Источник формировал около шести миллионов пар запутанных фотонов в секунду. Затем пары фотонов отправляли с помощью двух телескопов к наземным обсерваториям: Дэлинха (Тибет), Наньшань (Урумчи) и Гаомеигу (Юньнань). Как телескопы спутника, так и телескопы-приемники требовали высокой точности наведения — «Мо-Цзы» двигался по орбите со скоростью около восьми километров в секунду.
По словам авторов, наибольшие потери одиночных фотонов происходят в нижних 10 километрах атмосферы Земли. Расстояния от спутника до наземных станций по прямой составляли от 500 до 1700 километров.
Читайте также: Украинцы массово уходят с российских сайтов
Ученые отмечают, что несмотря на успешную демонстрацию квантовой запутанности на таких огромных расстояниях, небольшая скорость распределения фотонов не позволяет говорить о практических применениях. Однако в ближайшие пять лет Китайская академия наук планирует запуск новых спутников, с более мощными пучками фотонов — их работе не будет мешать свет Солнца или Луны. Такие системы могут найти реальное практическое применение.
На следующих этапах миссии Пан Цзянь-Вэй планирует воспользоваться спутником для квантового распределения ключа — алгоритма создания ключа шифрования, защищенного от «подслушивания» законами квантовой механики. Сначала ключ будет распределен между китайскими обсерваториями, а в перспективе и между Китаем и Австрией. Кроме того, ученые планируют реализовать спутниковую квантовую телепортацию. В интервью журналу Nature физик также упоминал о планах по распределению запутанных фотонов между Землей и Луной.
Помимо масштаба расстояний, на которых происходит нарушения локальности (важное свойство классической физики, которое подразумевает, что событие в одной точке не может мгновенно повлиять на физическую действительность в другой точке), физики также исследуют масштабы временных корреляций. Так, в 2016 году международный коллектив ученых использовал свет удаленных звезд в роли генератора случайных чисел. Это позволило устранить возможность того, что запутанные частицы могли «договориться» о поведении в эксперименте еще до их рождения.
