Kinezi poslali foton u svemir pomoću kvantne teleportacije!

Prošlog mjeseca kineski istraživači pokazali su da je kvantna komunikacija između Zemlje i svemira moguća, a sada su koristili tehnologiju za slanje fotona u svemir pomoću kvantne teleportacije.

Pokus je proveden između Miciusa (kineskog kvantnog satelita) i zemaljske stanice. Istraživači su uspjeli prenijeti nepoznato kvantno stanje iz jednog fotona ovdje na Zemlji na drugi u svemiru.

Međutim, ova kvantna teleportacija u svemir nije poput scene iz Star Treka. Stvarnost je puno manje glamurozna. Za teleportaciju svih svojstava čestice – tj. njenog kvantnog stanja – potrebne su drastične mjere.

Nije moguće savršeno poznavati kvantno stanje pa ga nije moguće ni kopirati. Međutim, ako ste spremni uništiti česticu, lako možete prenijeti njeno kvantno stanje na drugu česticu. Nova čestica će, za sve namjere i svrhe, biti ekvivalentna staroj čestici.

Kvantna teleportacija ključni je uvjet za stvaranje kvantnog interneta koji kvantnim računalima omogućuje međusobnu komunikaciju. Prekomjerna upotreba riječi ‘kvantno’ u prethodnoj rečenici nije tu da bi se izraz činio kompleksnim. Kvantna računala su računala koja mogu koristiti zakone kvantne mehanike za matematičke izračune brže nego čak i najbolje superračunalo koje možemo izgraditi.

Još uvijek postoje mnoga pitanja koja treba riješiti kako bi kvantna računala bila održiva, ali ovo istraživanje utvrdilo je mogućnost kvantne komunikacije na velikim udaljenostima. Satelit je udaljen 1.400 kilometara od zemaljske stanice.

“Teleportacija na veliku udaljenost prepoznata je kao temeljni element u protokolima kao što su kvantne mreže velikih razmjera i distribuirani kvantni izračuni”, napisao je istraživački tim u radu koji znanstvena zajednica tek treba ocijeniti. “Međutim, prethodni testovi teleportiranja između udaljenih lokacija bili su ograničeni na udaljenost od 100 kilometara zbog gubitka fotona u optičkim vlaknima ili u zemaljskim otvorenim prostorima”.

Kvantna komunikacija funkcionira na principu prepletenosti, gdje dvije čestice mogu međusobno utjecati jedna na drugu bez obzira na udaljenost. To bi se na prvu moglo činiti kao kršenje posebne relativnosti jer informacije ne mogu putovati brzinom svjetlosti, ali do kršenja ne dolazi. Ako imate prepletene čestice, njihovo kvantno stanje se dijeli. Nema smisla (barem u kvantnoj mehanici) smatrati ih jedinstvenim entitetima.

Iako je prepletenost vrlo korisna (i pomalo zbunjujuća), ona je također vrlo krhka. Kvantno stanje se lako razbija, i onda su čestice ponovno pojedinačne, “raspletene”. Zbog toga je bilo teško poslati ta kvantna stanja na udaljenost veću od 100 kilometara preko zraka ili optičkih vlakana.

Kao što ovo istraživanje pokazuje, za stvaranje uistinu globalne mreže za kvantnu komunikaciju, trebat će nam kvantni sateliti.