Технологии
Zoringer

Квантовая запутанность связала атомы на рекордном расстоянии в 33 км

Немецкие ученые продемонстрировали квантовую запутанность между двумя атомами, разделенными 33 км оптического волокна. Это рекордное расстояние для такого рода коммуникации и прорыв в области быстрого и защищенного квантового интернета.

Квантовая запутанность (см. Википедию) — необычный феномен, при котором две частицы становятся неразрывно связаны, так что изменение свойств одной приводит к таким же изменениям у другой, вне зависимости от разделяющего их расстояния. Отсюда можно сделать вывод, что информация способна «телепортироваться» быстрее скорости света, рассказывает New Atlas.

Физики на протяжении десятков лет демонстрировали в экспериментах квантовую запутанность, пробуя отправлять данные на большие расстояния. Недавно такой опыт провели исследователи из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене и Саарского университета. Ученые запутали два атома рубидия, пойманных в оптическую ловушку в двух разных зданиях студгородка. Длина разделяющего атомы волоконно-оптического кабеля составила 33 км.

Прежде другим командам физиков удавалось запутать находящиеся на больших расстояниях фотоны, но в данном случае речь идет об атомах, которые могут выполнять роль узлов «квантовой памяти», и оптическом волокне. Смысл в том, что фотоны преобразуются в волны большей длины, так что могут проходить большее расстояние по волокнам. Естественная длина волны фотонов — 780 нм — означает, что в обычной ситуации они бы прошли не больше пары километров, поэтому ученые пропустили их предварительно через преобразующее устройство, увеличившее длину волны до 1517 нм. Это близко к стандартной длине волны в телекоммуникационных волоконно-оптических сетях (1550 нм).

0
50 комментариев
Написать комментарий...
Dmitriy Podluzny

Ничего не понятно, но очень интересно.

Ответить
Развернуть ветку
edwards edwards

Наверное, если совсем утрировать то получается следующее:

Вот есть две одинаковых частицы. В них информация. Если меняется информация в одной, то сразу же меняется информация и в другой.

Суть в том, что это нарушает правило, которое гласит, что ничего, что несет информацию - не может быть быстрее скорости света.

Ответить
Развернуть ветку
Vlad9ka

Вроде что-то классное

Ответить
Развернуть ветку
NoName
Отсюда можно сделать вывод, что информация способна «телепортироваться» быстрее скорости света

Информация не передается через квантово-запутанные частицы.

У частиц есть такое понятие как "спин". Для простоты можно представить, что это "+" и "-" частицы. Он постоянно хаотичным образом меняется и его можно наблюдать.
Можно сделать т.н. запутанные частицы, которые специальном образом можно создать и разнести в пространстве. Так вот, пока эти частицы лежат никого не трогают, они находятся в суперпозиции друг с другом. И их спины всегда противоположны друг другу. Т.е. ты просто знаешь, что если у твоей частицы "+", то у кого то на другом конце Вселенной это "-". Это не информация как таковая, хотя это может использоваться для квантового шифрования обычных, не сверхсветовых средств связи, в которых ключ будет создаваться как раз на основе знания о том, что у твоего собедесника сейчас на частице "-", а вот сейчас "+".
Если попытаться повлиять на то, какой у твоей частицы сейчас спин, ее связь с другой частицей будет нарушена - разрушится их суперпозиция друг с другом - и их "смена полярности" спинов просто пойдет уже не в унисон и никакая информация не передастся. Частицы перестанут синхронно менять спины.

Ответить
Развернуть ветку
NoName

P.S. Относитесь к этому посту как к очень упрощенной даже не схеме а рисунку работы этих частиц, я тут упустил такие важные моменты что каждая запутанная частица это по сути "ящик Шредингера", и сам факт наблюдения за любой из них как раз и разрушает суперпозицию этих ОБЕИХ частиц одновременно. Но т.к. наблюдатель на другом конце Вселенной может узнать спин частицы, только, кхм, наблюдением - он никак не сможет понять, именно он ли разрушил суперпозицию частицы, или это сделал другой наблюдатель до него. Т.е. никак ты не используешь их для, условно, "выстукивания морзянкой" какого-то сообщения.

Это не информация как таковая

Следует читать как "не передача информации как таковой"

А вообще, лучше вот с чтения вот этого начать, кому интересно
https://ru.wikipedia.org/wiki/Квантовая_запутанность

Ответить
Развернуть ветку
Кощей Бессмертный

Исходя из ваших слов, получается что квантовая запутанность чушь.

Отмечу два нюанса.

1. Это работает. И научные статьи об этом я читал ещё лет десять назад когда вроде бы Французы в разных направлениях отправляли спаренные фотоны.
2. В качестве практического примера можно привести статьи из Китая несколько летней давности о радарах для обнаружения стелс самолетов на основе квантовой запутанности фотонов.
3. Физики сами ещё много не понимают и ваше объяснение в сущности не говорит ни о чем. Я бы вообще посчитал его цитатой из учебника, причём необоснованной.

Ответить
Развернуть ветку
NoName

1. Так спаренные фотоны действительно делают. А вот информацию они не передают. Имеется в виду именно осмысленная информация, "набор упорядеченных нулей и единиц", условно. Такого они не могут. Хаотический набор без возможности влиять на его порядок - как бы могут, но таким образом сообщение не напишешь, это будет просто бессмыслица.
2. То что статья вышла в научном журнале, не значит что там кто-то что-то точно выяснил. Полно как просто ошибочных статей выходит, так и откровенно шарлатанских, от фриков научного мира. Один какой-то ученый вон там из года в год пытается доказать что возможен двигатель, толкающий сам себя, пишет про это статьи в научные журналы. Так всем надоел, что даже решили в NASA построить опытную модель. Не сработала он нифига.
3. А вот это правда, что физики еще сами много чего не понимают. Но на данный момент, передачу информации через запутанные частицы никто пока не изобрел.

Ответить
Развернуть ветку
Кощей Бессмертный

Я слышал об управлении путем поляризации фотонов, но я не разбираюсь в этой области, и могу ошибаться.

Хотя лично я глубоко хочу верить, что всё таки целенаправленная передача информации возможна.

Ответить
Развернуть ветку
NoName

Я прочитал про этот радар. Там нет мгновенной передачи информации, а запутанные частицы используются для повышения точности детектирования.
https://nplus1.ru/news/2020/05/13/micowave-quantum-illumination

Одна запутанная частица выстреливается из радара искать самолет, а вторая грубо говоря "сохраняется" где-то рядом блуждать по системе зеркал. Потом если первая частица найдет самолет, она отразится обратно, попадет в детектор, рядом с той что блуждает по зеркалам. И произойдет попытка выяснить являются ли они квантово-запутанными, если да, значит радар практически со 100% вероятностью нашел самолет, потому что, цитирую, "вероятность того, что детектор покажет пару запутанных фотонов, невероятно мала, потому что запутанность создана искусственно — если взять случайно пару фотонов из разных точек пространства, то они почти наверняка окажутся незапутанными."

А если частица которая отправилась искать свой самолет, его не встретит, она просто улетит дальше, и не вернется в детектор. Соответственно он ничего не покажет.

Ответить
Развернуть ветку
Кощей Бессмертный

Да, я механизм работы знаю. Там передачи данных нет, здесь я полностью согласен.

Ответить
Развернуть ветку
NotFop

А какой толк тогда из этого?? Это из той же истории, если два тапка положить в коробки, и одну коробку отправить на луну, то открыв коробку на земле, ты мгновенно и выше скорости света узнаешь какой тапок на луне. Практической составляющей вообще не наблюдаю. Я думал можно менять спины в последствии и тем самым передавать информацию, но вы разрушили последнюю надежду😭

Ответить
Развернуть ветку
NoName

Толк уже просматривается, это возможность шифровать данные между двумя получателями так, чтобы ключ не смог подобрать вообще никто, кроме тех кто владеет одной из пары запутанных частиц.

Ну а так, да бОльшая часть научных исследований не несет никакого толка во времена исследований. Но стоит помнить, что Генрих Герц считал, что открытие им ЭМ-волн, так же не принесет человечеству никакой практической пользы.

Ответить
Развернуть ветку
Кощей Бессмертный

Я видел такое объяснение. Но я не думаю, что оно релевантно для текущей ситуации.

Частицы связаны?? Следовательно есть механизм связи. Это не два ботинка.

Если есть механизм связи, то нужно разобраться в механизме+ управлении процессом.

Лично я глубоко убежден, что это возможно.

Ответить
Развернуть ветку
И животноводство

То есть фактически это не "связь" между ними, а единовременная синхронизация, которая потом сохраняется со временем?

Ответить
Развернуть ветку
NoName

А я так понимаю и сам научный мир еще не пришел к консенсусу по этому поводу :)
То что частицы просто очень точно, по какой-то своей логике изначально синхронизируются и в общем-то ничем потом не связаны, называется "теория скрытых параметров". Но ее, говорят, опровергали опытами, понять суть которых уже на порядки сложнее чем вот эти объяснения с ящиками с котами Шредингера.

Вот есть интересная статья, кстати как и комменты к ней.
https://habr.com/ru/post/478224/

Ответить
Развернуть ветку
Молодой Человек

Много где нет консенсуса. Кванты не укладываются в привычные нам устои в любом случае. Есть, например многомировая интерпретация, тоже в разных формулировках.

Если постараться по-простому описать: Они находятся во всех позициях сразу, а наблюдение определяет их реальность. При этом они будто знают, что за ними будут наблюдать и какой будет их реальность. Есть неплохое видео, чтобы более-менее понять происходящее: https://www.youtube.com/watch?v=03OsXsgvt8I

Но там тоже много вопросов без ответов. После просмотра может показаться, что мы в мультивселенной живем, но вопрос уходит в то, что если мультивселенная существует - то она реальная, а реальность определяется наблюдателем, но никто не может наблюдать за мультивселенной, значит, реальность одна.

Более-менее состыкует всё вместе формулировка о том, что вселенная, фактически, одна. Однако, прибывает во множестве состояний одновременно(возвращаемся ко второму абзацу), однако наблюдение - делает её определенной. При этом, прекращение наблюдения - возвращает неопределенность.

Тут уже мало понимать квантовую в целом и пытаться, потому что вопросы на грани философии. Один из научных критериев - опровергаемость просто-напросто неприменим.

Ответить
Развернуть ветку
Молодой Человек

Тут ещё стоить добавить, что фотон, на котором почти вся квантовая физика строится, вообще - не частица толком. Мне кажется, это база, об которую многие спотыкаются.

Обычно частица - это что-то, что мы описываем(при наблюдении), и в нашем представлении они обычно делятся на другие частицы. Есть хлеб, есть частица - кусок, есть частица - крошка, есть более мелкие частицы - если крошку крошить дальше, молекулы, атомы и т.д.

Но кванты - не делятся. Сам факт их существования обусловлен исключительно тем, что мы должны как-то характеризовать и упорядочивать наблюдаемое(или не очень).

И фотон - это фундаментальная частица(то есть та, которую нельзя разобрать на более мелкие, по крайне мере на данный момент.), и волна одновременно. У него есть и те свойства, и те, но он не является в полной мере чем-то одним. При этом, может существовать только на скорости света.

Можно еще в элементарные частицы(не путать с вышеупомянутыми фундаментальными) углубляться, кварки, но пусть этим лучше занимаются те, кто занимаются, а не комментаторы на vc.ru, при всем уважении)

Ответить
Развернуть ветку
todopoderoso

Видео - пушка! Спасибо

Ответить
Развернуть ветку
todopoderoso

В описываемой теории понятие частица и волна в конечном итоге вообще меняет смысл, т.к. есть всё и всегда, а мы лишь прыгаем со слоя на слой и так создается ощущение течения времени. Куда интереснее тут то, что каким-то образом, на квантовом уровне известно по какой ветви будет перемещаться текущий наблюдатель, отсюда предсказание будущего в эксперименте с распределением фотона

Ответить
Развернуть ветку
NoName

+ вот судя по всему более понятная статья, с опровержением скрытых параметров, в подсказках там всплыла.
Сам сижу читаю.
https://habr.com/ru/post/225583/

Ответить
Развернуть ветку
Alexey Grigorovsky

Все верно толкуете, и если идти дальше, то, +|- можно использовать как двоичный код, что как раз и позволяет мгновенно передавать данные на любых расстояниях.

Ответить
Развернуть ветку
NoName

А влиять то как на них, если взаимодействие с ними вызывает коллапс суперпозиции? Получается что можно только пронаблюдать, да увидеть что у собеседника сейчас точно противоположный спин, но при этом не ты не он не могут его "насильно повернуть" в 1 или 0 перед этим, в состоянии суперпозиции он просто не определен (либо 0 либо 1 с равной вероятностью), а любое взаимодействие (и даже просто наблюдение) вызывает коллапс суперпозиции и они становятся мгновенно: у одного либо 0 либо 1 у другого противоположное значение.

Ответить
Развернуть ветку
S.Z

Так + и - и есть информация

Ответить
Развернуть ветку
NoName

Имеется в виду что нельзя таким образом, во-первых - передать упорядоченный поток данных, тех же единиц и нулей, а только схлопнуть единомоментно суперпозицию этих частиц; а во-вторых даже использовать само схлопывание как некий "сигнальный маячок" который оповещал бы собеседника о чем-то самим своим фактом происшествия, тоже нельзя - так как для этого за второй запутанной частицей пришлось бы установить постоянное наблюдение. Что немедленно привело бы к схлопыванию обеих частиц :)

Выходит такой парадокс - взаимодействие какое-то при схлопывании суперпозиции у них возможно и есть (но это не точно), а информацию оно не передает.

Ответить
Развернуть ветку
Future12

Но она не передается по сути, поскольку на нее нельзя повлиять (Если я все правильно понимаю). Например, у меня есть две фишки: красная и синяя, если я случайную отправлю тебе, и в один момент мы их откроем, то каждый узнает про свою и типа про вторую, но толку от этого?

Ответить
Развернуть ветку
S.Z

Отправь не одну, а несколько тысяч. Вот тебе и двоичный код

Ответить
Развернуть ветку
Future12

Так а как отправить быстрее скорости света?

Ответить
Развернуть ветку
Я никто и звать меня никак
в один момент

А вот здесь и начинается веселье :)

Ответить
Развернуть ветку
Я никто и звать меня никак

С чего это вдруг спин меняется? Спиральность же

Ответить
Развернуть ветку
Andrew Simon

А тем временем где-то отменили крепостное право. Или ввели?

Ответить
Развернуть ветку
Andrey Gordeev

Приплетатель 99 лвл. Это же надо - постить подобное даже в постах про науку.

Ответить
Развернуть ветку
Andrew Simon

"Подобное" - это правду ты имел в виду? Я просто предпочел бы чтобы ученые были российскими. Хоть раз. Но теперь такое точно врядли возможно.

Ответить
Развернуть ветку
Sergey Ilyin

Ок, но нахуя говорить о крепостном праве? Так и напишите: «очень круто, искренне порадовался бы, если бы это были наши»

Ответить
Развернуть ветку
Andrew Simon

Потому что предпочитаю говорить сразу о причине а не о следствии.

Ответить
Развернуть ветку
Ivan Off

Вот видите, не только кванты запутываются. Скажем так - это кванты с российской спецификой

Ответить
Развернуть ветку
Andrew Simon

Кванты с российской спецификой это уже боюсь темная энергия. Она как бы и есть, но ее как бы уже и спиздили еще на этапе выделения бюджета.

Ответить
Развернуть ветку
Арслан Панаев

Темную энергию сперла темная материя, заполонившая вполне преступную крепость.

Ответить
Развернуть ветку
Чихалкин Виталик

Объясняю, простыми словами, для тех, кто в танке :)

Ответить
Развернуть ветку
Aleksandr Makarov

Гениально.

Ответить
Развернуть ветку
Юрий Славутин

На сколько я помню для квантовой запутанности расстояние вообще не имеет значения.

Ответить
Развернуть ветку
Stan

Но оно усложняет проведение опытов. 🙂

Ответить
Развернуть ветку
Мирон Родин

то есть то что они получили по сути ничего не дало, ммм

Ответить
Развернуть ветку
Нулевой

При прочтении подобных новостей посещают мысли что всё это очень круто, жаль, что мало что понятно. Отсюда не получается разделить радость от события на все сто%.

Ответить
Развернуть ветку
Дмитрий

Не, ну в принципе все логично. Понятно, что носки не свяжешь, но 33 км это огого веревка. Автор, пиши исчо!

Ответить
Развернуть ветку
Ол Сен

Роскомнадзор напрягся! Как такое блокировать?

Ответить
Развернуть ветку
Анатолий Кобец

А я что-то помню про кота Шрёдингера. А может это не он. Или он но не тот.
Вообщем какая-то запутанность образовалась.

Ответить
Развернуть ветку
Тимур Авто

Путано разъесняетесь, Товарищъ!

Ответить
Развернуть ветку
Игорь Раду

Мдее Эйнштейн в свое время заблуждался, со своими перчатками.

Ответить
Развернуть ветку
Ами Варджа

Очень круто!

Ответить
Развернуть ветку
Denis K

Тот случай, когда «квантовое» не привносит ясности, но должно вселять трепет и уважение 😄

Ответить
Развернуть ветку
Читать все 50 комментариев
null