Частицу света, фотон, телепортировали с наземной обсерватории до спутника, который вращается на околоземной орбите на высоте 500 км. 600-килограммовый космический аппарат “Мо-Цзы”, названный так в честь древнекитайского философа, был отправлен из Центра запуска спутников Цзюцюань на севере Китая в августе прошлого года для демонстрации возможностей квантовой связи между Землей и космосом и испытания квантовой запутанности на беспрецедентных расстояниях. Это часть китайско-австрийской миссии “Квантовые эксперименты в космическом масштабе” (англоязычная аббревиатура QUESS — Quantum Experiments at Space Scale), стоимостью в 100 миллионов долларов. Ракета “Чанчжэн-2D” вывела аппарат “Мо-Цзы” на гелиосинхронную орбиту, то есть он проходит над любой точкой Земли приблизительно в одно и то же местное время. Спутник оборудован высокочувствительным оптическим приемником, способным распознать квантовое состояние отдельных фотонов, запущенных с Земли. На прошлой неделе команда “Мо-цзы” сообщила на сервере препринтов arxiv.org о результатах первого эксперимента по созданию квантовой коммуникационной сети и передаче первого объекта с Земли на орбиту.
Как отмечает MIT Technology Review, телепортация стала уже обычной операцией в квантовой оптике. Она основана на феномене квантовой запутанности, который состоит в одновременном формировании в одном и том же месте двух квантовых объектов, в данном случае — фотонов, обладающих одинаковыми волновыми функциями. Даже если их разделить на большое расстояние, связь между ними сохранится и измерения одного объекта окажут влияние на состояние другого.
Теоретически расстояние не должно влиять на телепортацию, но запутанность легко нарушить. Прошлые эксперименты ограничивались 100 км, сейчас “Мо-цзы” удалось передать сигнал с высоты от 500 км в зените до 1400 км, когда он расположен у горизонта, большую часть этого расстояния фотон проходил в вакууме. Для того чтобы минимизировать влияние атмосферы, китайские ученые разместили наземную станцию в Нгари, на Тибете, на высоте более 4000 м. После запуска с Земли одного из пары фотонов ученые измеряли второй, чтобы убедиться в их запутанности. В течение 32 дней они посылали миллионы фотонов, положительные результаты были получены в 911 случаях. В продолжение сотрудничества китайские и австрийские физики планируют создать межконтинентальный канал квантового распределения ключа между Пекином и Веной с возможностью вовлечения в него станций в Италии и Германии, что может проложить путь будущему квантовому Интернету.
Марина Астрова
Фото с сайта https://www.technologyreview.com
Нет комментариев