क्वांटम टेलिपोर्टेशन: भौतिकशास्त्रज्ञ महान शोध

क्वांटम टेलिपोर्टेशन भाग माहिती सर्वात महत्वाचे प्रोटोकॉल आहे. गोंधळ भौतिक संसाधने, त्यावर आधारित विविध माहिती कार्ये मुख्य घटक आहे आणि भाग कम्प्युटिंग, नेटवर्किंग आणि संप्रेषण विकासासाठी मध्ये एक कळ भूमिका भाग तंत्रज्ञान एक महत्त्वाचा भाग प्रतिनिधित्व करतो.

वैज्ञानिक शोध विज्ञान ललित

तो भाग टेलिपोर्टेशन शोध, कदाचित भाग यांत्रिकी "strangeness" सर्वात मनोरंजक आणि रोमांचक परिणाम एक आहे, जे पासून दोन दशकांत केले आहे. या मोठ्या शोध केले होते, ही कल्पना वैज्ञानिक कल्पनारम्य क्षेत्र होता. प्रथम 1931 मध्ये शोध लावला करून चार्ल्स एच फोर्ट टर्म "टेलिपोर्टेशन" पासून शरीर आणि वस्तू एक ठिकाणाहून दुसर्या हस्तांतरीत करावयाचे आहेत, प्रक्रिया वर्णन करण्यासाठी वापरला गेला आहे, तो खरोखर त्यांना अंतर पराभूत केले नाही.

1993 मध्ये तो एक वर सूचीबद्ध लक्षणे काही शेअर केले "भाग टेलिपोर्टेशन" म्हणतात भाग माहिती प्रोटोकॉल वर्णन लेख, प्रकाशित केले. हे एक भौतिक प्रणाली अज्ञात राज्य मोजले जाते आणि त्यानंतर, पुनरुत्पादित, किंवा दूरस्थ साइट "पुन्हा जात" (मूळ प्रणाली भौतिक घटक ठिकाणी हस्तांतरण राहू). ही प्रक्रिया संवाद शास्त्रीय अर्थ आवश्यकता आहे आणि superluminal संवाद काढून टाकते. तो गोंधळ जीवन आवश्यक आहे. खरं तर, टेलिपोर्टेशन सर्वात स्पष्टपणे गोंधळ निसर्ग हे दर्शवते की भाग माहिती प्रोटोकॉल म्हणून पाहिले जाऊ शकते: न हस्तांतरण एक राज्य उपस्थिती क्वांटम यांत्रिकी वर्णन कायदे चौकटीत शक्य होणार नाही.

टेलिपोर्टेशन माहिती विज्ञान विकास सक्रिय भूमिका बजावली आहे. एकीकडे, हे एक औपचारिक भाग विकास महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते एक संकल्पनात्मक प्रोटोकॉल आहे, माहिती सिद्धांत, आणि इतर अनेक तंत्रज्ञान एक मूलभूत घटक आहे. भाग पुनरुच्चार - लांब अंतर संवाद एक मुख्य घटक. टेलिपोर्टेशन भाग स्विच, मोजमाप आणि भाग नेटवर्कवर आधारित गणना - त्यातील डेरिव्हेटिव्ह आहेत. तो भौतिकशास्त्रातील "अत्यंत" तात्पुरत्या गोलाई आणि बाष्पीभवन अभ्यासासाठी तो एक सोपे साधन म्हणून वापरले जाते काळा राहील.

आज भाग टेलिपोर्टेशन जगभरातील प्रयोगशाळा substrates आणि तंत्रज्ञान, फोटोनिक qubits, विभक्त चुंबकीय अनुनाद, ऑप्टिकल रीती, अणू गट, अडकलेल्या अणूंचा बनलेला आणि सेमीकंडक्टर प्रणाली समावेश विविध वापरून मध्ये पुष्टी केली. शिल्लक परिणाम उपग्रह सह टेलिपोर्टेशन श्रेणी येत्या प्रयोग साध्य झाली आहेत. शिवाय, प्रयत्न अधिक जटिल प्रणाली अप स्केल करण्यात आले.

qubits च्या टेलिपोर्टेशन

क्वांटम टेलिपोर्टेशन पहिल्या दोन-स्तरीय प्रणाली, त्यामुळे-म्हणतात qubits वर्णन होते. qubit 2 शेअर दोन दूरस्थ पक्ष, आलिस आणि बॉब म्हणतात, विचार प्रोटोकॉल, अ आणि ब शुद्ध लादून राज्यात आहेत, देखील बेल जोडी म्हणतात. आलिस दारापाशी ज्या अट ρ अज्ञात आहे आणखी एक qubit आणि दिले. हे नंतर संयुक्त भाग मापन करते, बेल शोध म्हणतात. तो चेंडू इआन राज्यांपैकी एक एक आणि एक असतो. एक परिणाम म्हणून, आलिस मोजली तेव्हा qubit इनपुट राज्य अदृश्य आणि बॉब बी एकाच वेळी पी वर ^† _के ρP _के अंदाज _qubit. अंतिम चरण प्रोटोकॉल मध्ये आलिस त्याच्या मापन बॉब, मूळ ρ पुनर्संचयित करण्यासाठी पाऊली पी _के ऑपरेटर लागू कोण एक शास्त्रीय परिणाम पसरतो.

कारण अन्यथा प्रोटोकॉल त्याच्या दूरस्थ मापन कमी आहे एक qubit आलिस सुरुवातीची स्थिती, निनावी मानले जाते. याव्यतिरिक्त, तो स्वतः एक तृतीय पक्षाशी सामायिक मोठ्या संमिश्र प्रणाली, भाग असू शकतो (या प्रकरणात यशस्वी टेलिपोर्टेशन सर्व या तृतीय पक्ष प्लेबॅक परस्परसंबंध आवश्यक).

भाग टेलिपोर्टेशन एक नमुनेदार प्रयोग उदाहरणार्थ एक मर्यादित वर्णमाला शुद्ध मूळ राज्य आणि राहण्याचे घेते, Bloch गोल सहा पोल. पुनर्बांधणी राज्यातील decoherence गुणवत्ता उपस्थितीत प्रमाणबद्ध अचूक टेलिपोर्टेशन F ∈ [0, 1] व्यक्त केले जाऊ शकते. आलिस आणि बॉब या राज्यांत दरम्यान या अचूकता, बेल व मूळ वर्णमाला सर्व ओळख निकालानंतर सरासरी. पद्धती अचूकता लहान मूल्ये क्लिष्ट संसाधन न अपरिपूर्ण टेलिपोर्टेशन परवानगी अस्तित्वात. उदाहरणार्थ, आलिस थेट परिणाम राज्य तयार करण्यासाठी बॉब पाठवून त्याच्या मूळ मोजतो. या मापन-प्रशिक्षण धोरण म्हणून उल्लेख "शास्त्रीय टेलिपोर्टेशन." तो F _वर्ग = कोणत्याही इनपुट राज्य 2/3 समतुल्य वर्णमाला अशा Bloch गोल सहा पोल म्हणून परस्पर निःपक्षपाती अटी जास्तीत जास्त अचूकता आहे.

त्यामुळे, भाग संसाधनांचा वापर स्पष्ट संकेत एक सुस्पष्टता मूल्य F> महिला _{वर्ग आहे.}

नाही एकच qubit

मते भाग भौतिकशास्त्र, qubits च्या टेलिपोर्टेशन मर्यादित नाही, तो एक बहुमितीय प्रणाली समावेश असू शकतो. प्रत्येक मर्यादित उपाय ड आधार जे दिले कमाल लादून राज्य मिळवता येईल कमाल entangled राज्य vectors आणि एक आधार {यू _{के} ^tr} समाधानकारक ज्ञेय ऑपरेटर ^{_{(यु † j यू के)}} वापरून आदर्श योजना टेलिपोर्टेशन तयार केले जाऊ शकते = dδ j, k . अशा प्रोटोकॉल कोणत्याही मर्यादित-तसेच इसवी सन जागा आर. एन बांधण्यात जाऊ शकते अलग चल प्रणाली.

शिवाय, भाग टेलिपोर्टेशन सतत-चल प्रणाली म्हणतात असीम तसेच इसवी सन जागा प्रणाली, अर्ज करू शकतात. एक नियम म्हणून, ते ऑप्टिकल बोसॉन रीती, quadrature ऑपरेटर वर्णन केले जाऊ शकते जे विद्युत क्षेत्रात लक्षात आहेत.

गती आणि अनिश्चितता तत्त्व

भाग टेलिपोर्टेशन गती काय आहे? माहिती क्लासिक समान संख्या प्रसारित गती सारखे वेगाने प्रसारित केला जातो - शक्यतो सह प्रकाश गती. पार्शल, तो अशा प्रकारे वापरले जाऊ शकते, कसे शास्त्रीय करू शकत नाही - उदाहरणार्थ, भाग कम्प्युटिंग, डेटा केवळ प्राप्तकर्ता उपलब्ध आहेत जेथे.

भाग टेलिपोर्टेशन उल्लंघन करत अनिश्चितता तत्त्व? पूर्वी, टेलिपोर्टेशन कल्पना खरोखर गंभीरपणे विद्वान, कारण तो विश्वास होता तो सर्व माहिती अणू किंवा इतर ऑब्जेक्ट काढू कोणत्याही मोजमापाची किंवा स्कॅनिंग प्रक्रिया प्रतिबंध तत्त्व उल्लंघन करणारी घेतले नाही. अनिश्चितता तत्त्व नुसार, अधिक तंतोतंत ऑब्जेक्ट स्कॅन केला जातो, ऑब्जेक्ट मूळ स्थितीत अधिक एक प्रत तयार करण्यासाठी पुरेशी माहिती मिळू शकत नाही अशा प्रमाणात अस्वस्थ तेव्हा एक बिंदू गाठली आहे होईपर्यंत अधिक स्कॅनिंग प्रक्रिया प्रभाव आहे. हे ठोस ध्वनी: एक व्यक्ती परिपूर्ण प्रती तयार करण्यासाठी ऑब्जेक्ट पासून माहिती शकत नाही तर, नंतरचे केले जाऊ शकत नाही.

नवशिक्यांसाठी क्वांटम टेलिपोर्टेशन

पण सहा शास्त्रज्ञ (चार्ल्स बेनेट, Zhil Brassar, क्लॉड Crépeau, रिचर्ड Dzhosa, आशेर Peres, आणि Uilyam Vuters) आइनस्टाइन-पोडॉल्स्की-रोज़ेन म्हणून ओळखले क्वांटम यांत्रिकी एक सुप्रसिद्ध आणि विरोधाभासात्मक वैशिष्ट्य वापरून, हा तर्क सुमारे एक मार्ग शोधला. ते माहिती teleported ऑब्जेक्ट एक स्कॅन एक मार्ग, आणि एक पालन नाही संपर्कात हस्तांतरण इतर वस्तू प्रभाव द्वारे उर्वरित विनाचाचणी भाग आढळले.

त्यानंतर, सी असुरक्षितता अवलंबून स्कॅन माहिती अर्ज करून स्कॅन करण्यासाठी राज्य एक मध्ये प्रविष्ट केले जाऊ शकतात. आणि स्वत: अशा प्रकारे साध्य, उलट स्कॅनिंग प्रक्रिया म्हणून समान स्थितीत नाही टेलिपोर्टेशन, नाही उत्तर आहे.

श्रेणी साठी संघर्ष

• पहिल्या भाग टेलिपोर्टेशन जवळजवळ एकाच वेळी इन्नस्ब्रक विद्यापीठ आणि रोम विद्यापीठातील शास्त्रज्ञ 1997 मध्ये झाला. प्रयोग दरम्यान एक प्रकाशकण स्रोत ध्रुवीकरण येत, आणि दुसरा मूळ ध्रुवीकरण प्रकाशकण प्राप्त जेणेकरून entangled फोटॉन एक जोडी एक बदलण्यात आली. त्यामुळे दोन्ही फोटॉन एकमेकांना अंतर आहे.
• 2012 मध्ये तेथे 97 किमी अंतरावर अल्पाइन लेक एक नियमित भाग टेलिपोर्टेशन (विज्ञान आणि तंत्रज्ञान चीन विद्यापीठ) होते. जुआन Iinem नेतृत्व शॅंघाइ पासुन शास्त्रज्ञांच्या एका टीमने तंतोतंत लक्ष्यित तुळई परवानगी की एक सूचक यंत्रणा विकसित करण्यात.
• सप्टेंबर, 143 किमी रेकॉर्ड भाग टेलिपोर्टेशन त्याच वर्षी बाहेर नेण्यात आले. ऑस्ट्रिया सायन्स अकॅडमी आणि Antona Tsaylingera दिशा अंतर्गत व्हिएन्ना विद्यापीठातून ऑस्ट्रियन शास्त्रज्ञ यशस्वीरित्या ला पाल्मा टेन्र्फ दोन कॅनरी बेटे दरम्यान प्रमाण राज्यांमध्ये प्रसारित आहे. प्रयोग वापरले उघडा, kvantumnaya आणि शास्त्रीय, वारंवारता uncorrelated ध्रुवीकरण गुंतागुंतीचा फोटॉन स्रोत जोडी दोन ऑप्टिकल संवाद ओळी, सिंगल-कणाची डिटेक्टर्स आणि घट्ट पकड घड्याळ समक्रमण sverhnizkoshumnye.
• 2015 मध्ये प्रथमच मानके यूएस नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ आणि तंत्रज्ञान संशोधक 100 पेक्षा जास्त ऑप्टिकल फायबर किमी अंतरावर प्रती माहिती हस्तांतरण केले. या मॉलिब्डेनम silicide च्या superconducting nanowires वापरून संस्था निर्माण प्रकाशकण डिटेक्टर शक्य धन्यवाद केले होते.

तो एक भाग प्रणाली किंवा तंत्रज्ञान आदर्श अद्याप अस्तित्वात नाही, हे स्पष्ट आहे आणि भविष्यात महान शोध अजून आहे. असे असले तरी, आम्ही टेलिपोर्टेशन विशिष्ट अनुप्रयोग शक्य उमेदवार ओळखण्यासाठी प्रयत्न करू शकता. योग्य hybridization त्यांना सुसंगत आधार प्रदान आणि पद्धती भाग टेलिपोर्टेशन आणि त्याच्या अनुप्रयोग सर्वात सर्वांत भविष्यात प्रदान करू शकता.

कमी अंतरावरील

टेलिपोर्टेशन एक लहान अंतर (1 एम) एक भाग गणना उपप्रणाली सर्वांत सेमीकंडक्टर साधने, जे उत्तम QED एक आकृती आहे. विशिष्ट, superconducting qubits मध्ये transmonovye निर्धारणात्मक आणि अत्यंत अचूक टेलिपोर्टेशन चिप हमी करू शकता. ते देखील रिअल-टाइम, फोटोनिक चीप वर समस्याप्रधान दिसते जे एक थेट प्रवाह परवानगी देते. शिवाय, ते अधिक स्केल आर्किटेक्चर, आणि मागील पध्दती, अशा पायचीत आयन म्हणून तुलनेत विद्यमान तंत्रज्ञान चांगले समाकलन प्रदान. सध्या, ही प्रणाली केवळ करप्रतिग्रह वरवर पाहता त्यांच्या मर्यादित स्पष्टपणा वेळ (<100 MS) आहे. ही समस्या सेमीकंडक्टर सर्किट एकूण स्मृती पेशी (दुर्मीळ पृथ्वीवर घटक doped रिक्त किंवा क्रिस्टल सह नायट्रोजन-वापरले), डेटा स्टोरेज भाग एक लांब स्पष्टपणा वेळ प्रदान करू शकते स्पीन सह QED एकीकरण वापरून निराकरण केले जाऊ शकते. सध्या, हे अंमलबजावणी वैज्ञानिक समुदायात जास्त प्रयत्न बाब आहे.

सिटी दुवा

आम्हाला या नगरात प्रमाणात (अनेक किलोमीटर) पर्यंत टेलिपोर्ट ऑप्टिकल रीती वापरून विकसित केले जाऊ शकते. पुरेशी कमी नुकसान, या प्रणाली उच्च गती आणि बँडविड्थ प्रदान. ते भाग मेमरी एकूण शक्य एकात्मता हवा किंवा ऑप्टिकल फायबर, प्रती कार्य मध्यम श्रेणी प्रणाली डेस्कटॉप लागूकरण पासून वाढविता येऊ शकतो. लांब अंतराच्या प्रती, पण कमी गती एक संकरीत दृष्टिकोण किंवा नॉन-गॉसियन प्रक्रिया आधारित चांगला repeaters विकसित करून साध्य करता येतात.

दूरसंचार

लांब अंतर भाग टेलिपोर्टेशन (100 किमी) सक्रिय क्षेत्र आहे, पण अद्याप खुले समस्या ग्रस्त. ध्रुवीकरण qubits - संवाद लांब फायबर ऑप्टिकल ओळी आणि हवा माध्यमातून कमी गती टेलीपोर्ट सर्वोत्तम वाहक, पण क्षणी प्रोटोकॉल मुळे अपूर्ण ओळख Bella ला एक probabilistic आहे.

probabilistic टेलिपोर्टेशन आणि गुंतागुंत अशा अडथळा आणि भाग क्रिप्टोग्राफी ऊर्धपातन म्हणून अनुप्रयोग योग्य आहेत, पण ते इनपुट माहिती पूर्णपणे जतन करणे आवश्यक आहे संवाद पासून स्पष्टपणे भिन्न असते.

आम्ही या probabilistic निसर्ग स्वीकार केल्यास, उपग्रह अंमलबजावणी आधुनिक तंत्रज्ञान पोहोच आत आहेत. ट्रॅकिंग पद्धती एकीकरण व्यतिरिक्त, मुख्य समस्या तुळई प्रसार झाल्याने उच्च नुकसान आहेत. या गुंतागुंत मोठ्या छिद्र असलेल्या जगिक शरीराला एकमेकांवर जोरात आदळणे उपग्रह पासून कुठे वितरीत संरचना मध्ये मात करता येते. 600 किमी उंची आणि जमिनीवर 1 मीटर छिद्र एकमेकांवर जोरात आदळणे, 20 सें.मी. उपग्रह छिद्र गृहीत धरून, एक जमिनीच्या पातळीवर 80 पेक्षा कमी डीबी नुकसान आहे की एक downlink चॅनेल अपेक्षा करू शकता नुकसान 75 डीबी. "उपग्रह" किंवा "सहचर उपग्रह" अंमलबजावणी अधिक जटिल आहेत.

भाग स्मृती

एक स्केलेबल नेटवर्कचा एक भाग म्हणून टेलिपोर्टेशन भविष्यातील वापर प्रमाण स्मृती त्याच्या एकीकरण थेट संबंधित आहे. नंतरचे कार्यक्षमता रूपांतरण संवाद "किरणे-बाब ', रेकॉर्डिंग आणि वाचन, वेळ आणि स्टोरेज क्षमता, उच्च गती आणि साठवण क्षमता एक अचूकता दृष्टीने भव्य असणे आवश्यक आहे. सर्व प्रथम आपण आतापर्यंत त्रुटी सुधारणा कोडचा वापर करून प्रत्यक्ष हस्तांतरण पलीकडे संवाद वाढविण्यासाठी repeaters वापरण्याची अनुमती देते. एक चांगला भाग स्मृती विकास अडथळा आणि टेलिपोर्टेशन नेटवर्क संवाद वितरित नाही फक्त, पण संचयित माहिती प्रक्रिया कनेक्ट परवानगी मिळते. शेवटी, या आंतरराष्ट्रीय वितरित नेटवर्क मध्ये चालू शकतो भाग संगणक किंवा भविष्यातील भाग इंटरनेट एक आधार.

सर्वांत विकास

विभक्त ensembles परंपरेने कारण 100 ms जागतिक स्तरावर प्रकाश प्रक्षेपित करण्यासाठी आवश्यक पर्यंत असू शकते जे "प्रकाश-बाब" आणि संचय त्यांच्या मिलिसेकंद पूर्णविराम, त्यांच्या कार्यक्षम रूपांतर आकर्षक मानले. तथापि, अधिक प्रगत विकास आता उत्कृष्ट फिरकी एकूण प्रमाण स्मृती थेट सर्किट QED च्या स्केल आर्किटेक्चर एकाग्र जेथे सेमीकंडक्टर प्रणाली, आधारावर अपेक्षित आहे. या स्मृती केवळ स्पष्टपणा वेळ सर्किट QED वाढू शकते, पण ऑप्टिकल दूरसंचार आणि चिप मायक्रोवेव्ह फोटॉन या interconversion साठी ऑप्टिकल-मायक्रोवेव्ह संवाद पुरवण्यासाठी.

त्यामुळे, भाग इंटरनेट क्षेत्रात शास्त्रज्ञ भविष्यात शोध लांब अंतर ऑप्टिकल संवाद, भाग माहिती प्रक्रिया conjugated semiconducting युनिट आधारित होण्याची शक्यता आहे.