Teleportare cuanticaFizicieni de la Universitatea din Viena şi ai Academiei de Ştiinţe Austriece au reuşit o teleportare cuantică pe o distantă record de 143 km. Experimentul este un pas major către comunicarea cuantică pe bază de sateliţi. Rezultatele au fost publicate în revista Nature.

 

 

 

 

O echipă internaţională condusă de fizicianul austriac Anton Zeilinger a reuşit să teleporteze stări cuantice între două insule din Canare, La Palma şi Tenerife, aflate la o distantă de 143 km. Recordul anterior, stabilit de cercetători din China doar cu câteva luni în urmă, era de 97 km.

 

Teleportare cuantica
Experimentul teleportării cuantice deschide noi perspective.

 

Totuşi, stabilirea unui nou record de distanţă în teleportarea cuantică nu a fost obiectivul principal al cercetătorilor. Acest experiment oferă o bază pentru o reţea globală de informaţii în care efectele mecanicii cuantice să permită schimbul de mesaje cu o mai mare siguranţă şi să permită efectuarea anumitor calcule cu o mai mare eficienţă decât cu tehnologia convenţională. 

Într-un astfel de viitor 'internet cuantic', teleportarea cuantică va fi protocolul principal pentru transmiterea informaţiilor între computere cuantice. Într-un experiment de teleportare cuantică stări cuantice, nu materie efectivă, sunt schimbate între două entităţi aflate la o distantă care poate fi, în principiu, oricât de mare. Procesul funcţionează chiar dacă localizarea destinatarului nu este cunoscută cu precizie. Un astfel de schimb poate fi folosit fie pentru transmiterea unui mesaj, fie pentru anumite operaţii în cadrul computerelor cuantice ale viitorului. În aceste aplicaţii, fotonii care conţin informaţia stărilor cuantice trebuie să fie transportaţi într-un mod sigur, la distante foarte mari, fără a li se compromite stările cuantice foarte fragile. Experimentul cercetătorilor austrieci, în care a fost acum stabilită o conexiune cuantică adecvată pentru teleportarea cuantică pe distanţe mai mari de 100 km, deschide perspective noi.

 

Insulele Canare

Insulele Canare, localizate la vest de Africa şi care oferă cea mai bună locaţie din lume pentru observaţii astronomice. Mai multe telescoape de mari dimensiuni sunt instalate pe munţii vulcanici din La Palma (stânga) şi Tenerife (dreapta). Această infrastructură de pe cele două insule vecine permite legături laser de mare distanţă, peste 143 km, o distanţă de testare ideală între centrul de la sol şi sateliţi, unde un spaţiu atmosferic similar trebuie traversat. Această imagine a fost obţinută în data de 9 noiembrie 2011 de către  Envisat’s Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS).
Credit: ESA.



 

Xiao-song Ma, implicat în experiment, afirmă: "Realizarea unei teleportări cuantice pe o distanţă de 143 km a fost o provocare tehnologică extraordinară." Fotonii au trebuit să fie transmişi direct prin atmosfera turbulentă dintre cele două insule. Folosirea de fibre optice nu este potrivită pentru teleportarea pe asemenea distanţe mari, deoarece pierderea de semnal ar fi prea mare. Pentru a-şi atinge obiectivul, oamenii de ştiinţă au trebuit să implementeze o serie de inovaţii tehnice. O susţinere în acest sens a venit şi de la grupul teoretic de cercetători ai Institutului Max Planck pentru Optică Cuantică din Garching (Germania) şi de la un grup de cercetători de la Universitatea Waterloo (Canada). Ma a afirmat, de asemenea: "Un pas important în direcţia realizării teleportării cuantice a fost folosirea metodei cunoscute sub numele de "feed-forward activ", pe care am utilizat-o pentru prima dată într-un experiment pe distanţă mare şi care ne-a ajutat să dublăm rata de transfer".

Într-un protocol de tip “feed-forward activ”, datele convenţionale sunt transmise alături de informaţia cuantică, permiţându-i receptorului să descifreze semnalul transferat cu o mai mare eficienţă. "Experimentul nostru arată cât de avansate sunt astăzi  "tehnologiile cuantice" şi cât de utile pot fi în aplicaţiile practice," afirmă Anton Zeilinger. "Următorul pas va fi teleportarea cuantică către un satelit care ar trebui apoi să permită comunicare cuantică la o scară globală. Am făcut progrese semnificative în acestă direcţie şi vom folosi rezultatele obţinute până acum pentru o cooperare internaţională care să-i implice şi pe colegii noştri chinezi de la Academia de Ştiinţe Chineze. Obiectivul va fi să lansăm o  'misiune de teleportare cuantică între sateliţi'."

Rupert Ursin, care a lucrat cu Zeilinger în experimentele de teleportare pe distanţă mare din 2002, a adăugat: "Ultimele noastre rezultate sunt foarte încurajatoare în ceea ce priveşte experimentele viitoare în care, fie vom schimba semnale între Pământ şi sateliţi, fie vom trimite mesaje de la un satelit la altul. Sateliţi de pe orbita joasă a Pământului se găsesc la o altitudine între 200 şi 1200 km deasupra scoarţei terestre. (The Internaţional Space Station, de exemplu, orbitează la o altitudine de cca. 400 km.)”

"În drumul prin atmosfera dintre La Palma şi Tenerife, semnalele noastre au fost atenuate cu un factor de aproximativ o mie. Cu toate acestea, am reuşit să efectuăm un experiment de teleportare cuantică. În experimentele care vor folosi sateliţi, distanţele care trebuie să fie parcurse sunt mai mari, dar semnalul va trebui să treacă printr-o atmosferă mai puţin densă. Am creat aşadar o bază solidă pentru astfel de experimente."




Traducere realizată de Mihai Panoschi după 2012-09-km-physicists-quantum-teleportation-distance, cu acordul editorului.

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.