کوانټم teleportation: د فزیک غوره موندنې

کوانټم teleportation ده د سوپر د معلوماتو د تر ټولو مهم پروتوکولونه د یو. پر بنسټ د مغشوش فزيکي منابعو، دا د معلوماتو د بېلابېلو دندو اصلي عنصر او د سوپر ټکنالوژۍ د سوپر دکمپیوټری، شبکه او د اړيکو د لا پرمختګ کې یو مهم رول لوبوي يوه مهمه برخه استازيتوب کوي.

څخه تر علمي موندنې ساینسي افسانه

دا د دوو لسیزو د سوپر teleportation د کشفولو، چې ښایي د د د د د نسبيت "strangeness" تر ټولو په زړه پورې او په زړه پورې پايلې یو راهيسې. مخکې له دې شول غوره اکتشافات وکړل، دغه مفکوره چې د ساینسي افسانه په حد پورې. لومړی د چارلس H. فورت مهاله "teleportation" په 1931 اختراع راهیسې کارول شوي دي چې د پروسې له خوا چې د بدن او د شيانو له يو ځای څخه بل ته بدل شوي دي تشریح کړي، دا نه ده په رښتيا د دوی تر منځ واټن له منځه.

په 1993 کال کې هغه په یوه مقاله کې د سوپر معلومات د پروتوکول تشریح کوي، "سوپر teleportation" نومیږی، چې د شريک د نښې نښانې چې پورته ذکر شوي ځينې خپور کړ. دا د یو فزیکي سیستم د نامعلومو دولت اندازه او وروسته بياچاپ، او یا په لرو پرتو ځای "بیا روان" (د اصلي سيستم د فزيکي عناصر په ځای د انتقال پاتې شي). دا پروسه د د مخابراتو کلاسيکه وسايلو ته اړتيا لري او superluminal اړیکو له منځه وړي. دا د مغشوش ژوند ته اړتیا لري. په حقیقت کې، teleportation کولای شي په توګه د سوپر معلومات چې په روښانه ډول د مغشوشتيا ماهیت څرګندوي يو پروتوکول په سترګه وکتل شي: پرته د انتقال د یو دولت د شتون به نه د قانون چې د سوپر ميخانيکونو تشریح په چوکاټ کې شوني وي.

Teleportation د د معلوماتو د علومو په پراختیا کې فعال رول لوبولی دی. له يوه پلوه، دا يو مفکوروی پروتوکول، چې غږوي د یوه رسمي سوپر په پراختیا کې یو مهم رول د معلوماتو اصل کې، او د بلې خوا دا د ډیرو ټکنالوژۍ یوه بنسټیزه برخه ده. د سوپر repeater - د اوږد واټن ارتباطاتو یو مهم عنصر دی. Teleportation سوپر سویچونه، سولگر پر بنسټ اندازه او په موقته شبکې - د ټولو مشتقاتو ورله دي. دا د د فزيک د "سخت"، په موقتي ډول هيئتونو او تبخير د مطالعې لپاره یو ساده وسیلې په توګه کارول د تورې سوړې.

نن په موقته teleportation تاييد په ټوله نړۍ کې د لابراتوارونو د substrates او ټکنالوژي، photonic qubits، هسته وي مقناطیسي غږیز، نوري طريقې، د اتومونه ډلو، د بند پاتې اتومونه او semiconductor سیسټمونو په ګډون د بیلابیلو کاروي. بيالنس پایلې سره د سپوږمکۍ د teleportation لړ راتلونکو تجربې ترلاسه شوي دي. سربیره پردې، هڅه شوې چې د ډېر پېچلی سیستم راکمې کړي.

د qubits teleportation

کوانټم teleportation د لومړي ځل لپاره د دواړو په کچه د سيستمونو، د تش په نامه qubits لپاره وباله. پروتوکول د دوو پرتو ګوندونو، Alice او باب په نامه، چې د qubit 2 شریک په پام، په سوچه کې راښکېل دولت د A او B دي، هم Bell جوړې په نامه. په څو Alice د دروازې په بل qubit او د چا حالت ρ دی معلوم ورکړل. خو وروسته په يوه ګډه سوپر اندازه ترسره کوي، د Bell د کشفولو په نامه. خپل ځآن سره د Bell د څلورو هېوادونو د يو او يو. په پایله کې، د qubit آخذه دولت کله Alice اندازه له منځه ځي او د Bob ب qubit وخت پر P ^† _K ρP _{K وړاندوینه.} په تېرو ګام پروتوکول Alice د خپلو اندازه باب، چې د تطبيق وړ Pauli P _K د عملیاتو د اصلي ρ بیرته یو کلاسيکه پایله لېږد سره.

د qubit Alice دولت لومړنی ده نوم په نظر، که نه نو د پروتوکول دی چې خپلو پرتو اندازه کمه کړه. برسېره پر دې، دا کیدای شي د یوه لوی مرکب سیستم، سره د یو دریم ګوند شریک برخه پخپله وي (په دې صورت کې بريالي teleportation ټولو سره دا دریم ګوند بیاغږول منح ته اړتيا لري).

د سوپر teleportation عادی تجربه د يوه محدوده د الفبا په سوچه اصلي حالت او پورې وخت نیسي، د مثال په توګه، د Bloch د SPHERE شپږ پايې. د decoherence د بيا دولت د کیفیت د شتون کولای شي نظره کره teleportation F ∈ [0، 1] څرګنده شي. د Alice او Bob هېوادونو تر منځ دا د دقت، په ټوله د Bell او د اصلي د الفبا د کشف د پايلو په منځني ډول. لپاره د ميتودونو د سموالي کوچنۍ ارزښتونه شتون لري، لپاره ګلان د منابعو پرته نیمګړی teleportation اجازه. د مثال په توګه، Alice کولای شي په مستقیمه خپل اصلي دولت له خوا د پایلو د بهرنیو چارو د برابرولو لپاره د باب د استولو اندازه کړي. دا اندازه د روزنې د ستراتیژۍ په توګه ته راجع "کلاسيکه teleportation." دا یو د F _ټولګي = 2/3 لپاره د هر ډول توکو دولت، د معادل الفبا د دوه اړخیزه بې طرفه شرایطو په اړه لکه د Bloch د SPHERE شپږ پايې اعظمي دقت.

په دې ډول، د سوپر منابعو د کارونې د يوه روښانه نښه ده دقت ارزښت F> F _ټولګي.

نه يو واحد qubit

د وينا له مخې په موقته فزیک، د qubits teleportation پورې محدود نه دی، دا کیدای شي د څو بعدي سیستم شامل دي. د هر معينې اندازه D کولای مطلوب پروګرام teleportation فورمولبندي شي بنسټ maximally کې راښکېل دولت vectors چې کیدای شي له یوه ورکول maximally کې راښکېل دولت تر لاسه او د يوه بنسټ {کلنو _K} واحد Operators د قناعت ^{_{په انگرېزي (U † J کلنو K)}} په کارولو = dδ J، K . دغه ډول يو پروتوکول کولای شي د هر ډول د محدودو-Hilbert فضا R. N. جوړ شي د discrete متحول سیستمونو.

سربیره پر دې، په موقته teleportation کولای شي چې له ازله په Hilbert فضا د سیستمونو، په دوامداره توګه-متحول سیستمونو په نامه هم عملي شي. د قانون په توګه، دوی له خوا نوري boson د طريقو، د بریښنا ډګر چې کولای شي quadrature Operators د تشريح پوه دي.

سرعت او ابهام اصل

د سوپر teleportation سرعت څه ده؟ معلومات په یوه سرعت د د د د کلاسيک ورته شمېر د انتقال سرعت ورته خپرېږي - ښایي سره د رڼا سرعت. په نظري، دا په دې توګه کولای شي استعمال شي، څومره کلاسيکه نه شي - د مثال په توګه، په سوپر دکمپیوټری، چې د معلوماتو دي یوازې د دترلاسه کوونکي شته.

آیا په موقته teleportation څخه سرغړونه د شکونو اصل؟ په تیرو وختونو کې، د teleportation د نظر نه دی په رښتيا جدي خوا عالمانو وړل، ځکه چې دا باور وو چې دا د هر اندازه یا سکن پروسې چې د معلوماتو د ټولو اتوم او يا نورو څيز استخراج منع د اصل څخه سرغړونه ده. په سره د بې باورۍ د اصل سره سم، د زیات دقیق هدف دی سکن، د نور دا د سکن بهیر له خوا تر اغېز تر هغه چې يو ټکی دی ته ورسېده چې کله د څيز اصلي حالت تر دې کچې چې نور پوره معلوماتو ته د replica جوړ نه تر لاسه شي نخوري. دا غږونو قانع: که يو کس کولای شي نه د معلوماتو د څيز څخه د ژر تر ژر نقلونه جوړ استخراج، د وروستنۍ نه شي ترسره شي.

د Dummies کوانټم Teleportation

خو د شپږو پوهانو (Charles Bennett، Zhil Brassar، Claude Crépeau، ریچارد Dzhosa، اشير پرز، او Uilyam Vuters) يو د دې منطق په شاوخوا کې لاره وموندله، د سوپر ميخانيکونو په توګه د انشتاين-Podolsky-Rosen په نامه یو نامتو او هېښوونکې ځانګړنه کاروي. دوی د يوه لاره د معلوماتو teleported څيز يو څيړنه، او سره هيڅکله هميشه په تماس د انتقال د نورو شيانو اغېز له لارې د پاتې ازمایي په برخه کي پيداکيږي.

وروسته بیا، خوا ته د C مخامخ تړاو لري سکن معلومات پلي شي داخل ته د دولت A ته څيړنه. او د خپل ځان په سرچپه سکن بهير په توګه ورته حالت نه وي، په دې توګه ترلاسه ده teleportation، نه توقیقیانو.

د لړ مبارزه

• لومړی سوپر teleportation په 1997 کال کې تقریبا په عین وخت کې د Innsbruck د پوهنتون او د روم پوهنتون څخه د ساینس پوهانو له خوا رامنځ ته شوه. د تجربه په ترڅ کې د يوه photon سرچینې په درلودلو ته کاږل شوي، او تر څو چې دوهم اصلي کشالې د photon ترلاسه کړ د راښکېل photons یوه جوړه یو بدل شوي دي. په دې ډول د دواړو photons له يو بل سره واټنونو سره دي.
• په 2012 کال کې هلته د 97 کیلو متره واټن په منظمه توګه په موقته teleportation (د ساینس او ټکنالوژۍ د چين د پوهنتون) د Alpine د جهيل په لارې وو. د شانګهای د پوهانو له خوا Juan Iinem په مشرۍ یوه ډله اداره د یو میکانیزم څرګندوي چې په دقیقه توګه په نښه شوي لازیاد اجازه وده ورکړي.
• په سپتمبر کې، د 143 کیلومتره ریکارډ سوپر teleportation شوه په همدې کال کې ترسره. د اتریش د علومو اکاډمۍ او د Antona Tsaylingera د لارښوونې له مخې د ویانا له پوهنتون څخه د اتریش د پوهانو په بریالیتوب د La Palma او Tenerife تنکو د دوو ټاپو تر منځ د سوپر هېوادونو خپرېږي. دغه تجربه کې د پرانیستې، kvantumnaya او کلاسيکه، د فریکونسي uncorrelated د تضادونو کړکېچنه د photons سرچينې جوړې دوه نوري اړیکو کرښو کارول، د واحدې photon سپيانو او د کلچ ساعته همغږی د sverhnizkoshumnye.
• په 2015 کال کې د امریکا د ملي انستيتوت د معیارونو او د تیکنالوژۍ د لومړي ځل لپاره له څېړونکو د 100 څخه زيات کیلومتره د نوري فايبر په واټن کې د معلوماتو د انتقال کړې. دا وه تر څو د انستيتوت جوړ photon detector امکان مننه قلت silicide superconducting nanowires کاروي.

دا روښانه ده چې د یو سوپر سیستم یا ټیکنالوژي د مطلوب تر اوسه پورې نه شته او د راتلونکې غوره موندنې ده تر اوسه ته راشي. سره له دې، چې موږ کولای هڅه ممکنه نوماندانو لپاره د ځانګړو teleportation غوښتنلیکونه په ګوته کړي. مناسب رګه يې سمون بنسټ برابر او میتودونه ښايي د سوپر teleportation او خپل غوښتنلیکونه د ټولو ژمنه راتلونکې برابر کړي.

لنډ واټن

Teleportation يو لنډ واټن (1 متر) په توګه په موقته سولگر subsystem ژمنه semiconductor وسیلو، ښه د چې د QED یو ډیاګرام ده. په ځانګړې توګه، superconducting qubits transmonovye کولای deterministic او په لوړه کچه کره teleportation چپس تضمينوي. دوی هم د واقعي وخت، چې د photonic چپس ستونزمن ښکاري مستقيم جريان اجازه. برسېره پر دې، دوی یو زیات پراخوالې پېدا معمارۍ، او په ښه توګه د تيرو کړنالرې، لکه د بند پاتې يون په پرتله د موجوده تکنالوژي ادغام کړي. اوس مهال، د دغو سیستمونو یوازې غټ ظاهره ده خپل محدود انسجام وخت (<100 پيغله). دا ستونزه له خوا QED ادغام په کارولو سره د semiconductor circuits انسامبل حافظه حجرو (نايتروجن-نیولی سره د خالي یا کریستال doped سره د نادره عناصرو ځمکه)، چې کېدای شي لپاره د معلوماتو د ساتلو د سوپر اوږد انسجام وخت ورکړي سپين حل شي. اوس مهال، د دې د پلي کولو لپاره د علمي ټولنې د هڅو يوه موضوع ده.

ښار مخونه

موږ ته د ښار په کچه د (څو کيلومترۍ) teleport شي د نوري د طريقو په کارولو سره جوړ کړي دي. په کافی اندازه کم تاوان، د دغو سیسټمونو په لوړ سرعت او د انترنټ د برابر کړي. هغوی کولی شي څخه د منځني واټن ویشتونکي سیستمونه د سرپاڼې اجرا کول د هوايي او یا د نوري فایبر، سره د ممکنه ادغام سره د سوپر حافظه یو انسامبل فعاليت وغځول. د اوږد واټن، خو د ولسي سرعت له خوا د يو دوه رګه روش پر بنسټ د غیر Gaussian پروسو ښه repeaters ودې له خوا او يا ترلاسه کېدای شي.

د مخابراتو

د اوږد واټن په موقته teleportation (100 کيلومټره) يو فعال په سيمه کې نه ده، خو اوس هم له يوه ستونزه متاثره کیږي. د تضادونو qubits - لپاره د اړیکو اوږد نوري فایبر د مزو او د هوا له لارې د ټیټ سرعت teleport غوره وړونکي، خو اوسمهال د دغه پروتوکول له امله نابشپړ کشف Bella دی احتمالی.

که څه هم د احتمالی teleportation او entanglement دي لپاره غوښتنلیکونه لکه د entanglement او سوپر کوډکښنې تقطیر مناسب، خو دا په څرګنده توګه د اړیکو په کوم کې چې آخذه معلومات باید په بشپړه توګه وساتل شي چې له مختلفو.

که موږ دغه احتمالی طبیعت ومني، د سپوږمکۍ په پلي کولو کې د عصري ټکنالوژۍ د لرې دي. د د د څرک ميتودونو د یووالي د پردې برسیره، اصلي ستونزه د لوړ تلفات د لازیاد د خپرولو له امله دي. دا کیدای شي په یوه سازونې چې entanglement د سپوږمکۍ څخه د مکۍ telescope ده سره یو لوی خولې وویشل شي. فرض د 20 سانتي مترو په 600 کیلو متره لوړوالی او 1 متر خولې پر ځمکه telescope سپوږمکۍ له خولې، یو کولای شي د تاوان په اړه 75 DB په یوه downlink چینل چې د ځمکې له سطحې څخه لږ 80 DB تاوان تمه. د "ځمکه سپوږمکۍ" یا "صحابي سپوږمکۍ" تطبيق دي ډیر پیچلي دي.

سوپر حافظه

د پراخوالې پېدا شبکې د یوې برخې په توګه د teleportation راتلونکي په استعمال کې ده چې له سوپر حافظه خپل ادغام په مستقيم ډول تړلي. وروستنۍ باید د موثریت بدلولو برسیر "د وړانګو د موضوع '، د ثبت او د لوستلو، وخت او د ساتلو ظرفیت، د لوړ سرعت او د ساتلو ظرفیت یو دقت جوړېږي لري. د ټولو نه اول دا تاسو ته اجازه درکوي د تېروتنې تصحيح کوډونو په کارولو سره د مستقیم انتقال تر اوسه هاخوا د اړیکو د پراختیا لپاره د repeaters وکاروي. د یو ښه سوپر حافظه پرمختګ به اجازه نه یوازې د entanglement او teleportation شبکې اړیکو وويشي، خو د ذخيره شويو معلوماتو د پروسس هم نښلول. په پای کې، دا کار به د نړیوالو وویشل یوه شبکه اړوي سوپر کمپیوتر او يا د راتلونکي لپاره په موقته د انټرنېټ د يوه بنسټ.

ژمنه پرمختګونو

د اتومي دتېاترونو دوديزه ځکه چې د هغوی د "رڼا موضوع" او د هغوی د ذخیره millisecond پړاوونه، چې کولای شو له 100 مېرمن د رڼا د نړۍ په انتقال ته اړتيا وي اغیزمن بدلون په زړه پورې ګڼل. که څه هم، تمه اوس ډیر ژور پرمختګونه دي د semiconductor سیستمونو، چې ښه سپين انسامبل سوپر حافظه په مستقیم ډول سره د مدار QED پراخوالې پېدا معمارۍ کې مدغم پر بنسټ. دا حافظه کولای شي نه يوازې د انسجام وخت مدار QED وغځوي، خو ته هم د نوري مخابراتو او چپس ویف photons د interconversion نوري-ویف ليدنمخ برابر کړي.

ځکه نو، د د سوپر انټرنټ په برخه کې پوهان په راتلونکې موندنې احتمال لري چې د اوږد واټن نوري اړيکو، د معلوماتو د پروسس کولو په موقته conjugated semiconducting د واحدونو پر اساس شي.