Квантанем отсюда

Китайские ученые из университета Шанхая впервые летом 2017 года смогли передать информацию между запутанными частицами сквозь морскую воду. Иными словами – у них получилось совершить квантовую телепортацию под водой. Это исследование было опубликовано в журнале Optics Express. «Мегабайт» выяснил, какие перспективы у новой технологии и позволит ли она в будущем телепортировать людей.

Квантовая телепортация — термин, не имеющий ничего общего с телепортацией, которую обычно показывают в фантастических фильмах. Речь идет о передаче информации, а не материи. Основа квантовой телепортации — запутанность фотонов. Этот феномен означает, что две частицы неразрывно связаны между собой. В зависимости от того, что происходит с одной из них, характеристики другой будут меняться вне зависимости от расстояния.

В ходе эксперимента китайские ученые передали информацию через трехметровый резервуар с морской водой из Желтого моря. Физики создали пару запутанных фотонов, пропустив квант света через специально подобранную кристаллическую решетку. Получились фотоны со взаимно противоположной поляризацией, которые сохраняют «непохожесть» друг на друга при изменении квантового состояния одной частицы из пары. Фотоны разместили по разным сторонам резервуара. Успешность эксперимента составила 98 % — именно в таком количестве случаев физикам удалось передать квантовое состояние фотонов, несмотря на метры морской воды между ними.

Физики уверены, что они таким образом могут отправлять несвязанные сообщения сквозь жидкость на расстояние в 900 метров. Ранее подобные эксперименты проводились только в воздухе, оптоволокне и открытом космосе.

Альберт Эйнштейн назвал квантовую запутанность «жутким действием на расстоянии». Но именно это дальнодействие может стать залогом безопасности для коммуникации не только военных, но и обычных людей.

В будущем квантовые телепортация и криптография позволят создать защищенную связь в воде для военных. Как только ученые разработают полноценные квантовые компьютеры, то они смогут легко расшифровать существующие ныне сигналы, передающие секретную информацию. Обычные компьютеры сейчас такое сделать не в состоянии. А зашифрованная квантовым образом информация будет защищена и от квантовых компьютеров.

Дмитрий Вавулин, научный сотрудник
лаборатории квантовой информатики Международного института Фотоники и оптоинформатики
Университета ИТМО