Toinen lomittuneista valohiukkasista oli Kiinan Micius-satelliitissa. Kuva: TMT
Toinen lomittuneista valohiukkasista oli Kiinan Micius-satelliitissa. Kuva: TMT

Pitkien matkojen yli tapahtuva kvanttilomittuminen voi mahdollistaa turvallisen tiedonsiirron maailmanlaajuisesti.

Kiinalaiset ovat tehneet uuden ennätyksen kvanttilomittumisessa.

Kvanttilomittuminen on arkijärjelle vieras ilmiö, jossa kaksi valohiukkasta on yhteydessä toisiinsa, vaikka ne olisivat valtavien välimatkojen päässä.

Kärjistetysti yksi hiukkanen voi olla ihmisen sormenpäässä ja toinen vaikka Jupiterissa, ja kun toinen värähtää, toinenkin reagoi välittömästi.

Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Tästä ominaisuudesta on hyötyä esimerkiksi salatussa tiedonsiirrossa. Kahden hiukkasen välillä voidaan siirtää tietoa ilman, että kukaan pääsee sorkkimaan väliin. Siirtyvä tieto on valohiukkasen polarisaatio.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Kiinalaiset ovat nyt onnistuneet säilyttämään kahden valohiukkasen yhteyden yli 1 200 kilometrin etäisyydelllä. Valokvantit olivat yhteydessä toisiinsa maata kiertävän kiinalaisen Micius-satelliitin ja kolmen maanpäällisen mittausaseman välillä. He saivat siis ensimmäistä kertaa kvanttiyhteyden avaruuteen.

Kiinalaisilla on hallussaan jo monta kvanttiennätystä. He ovat esimerkiksi saaneet kaukosiirrettyä hiukkasen kvanttitilan sadan kilometrin päähän valokuitua pitkin – eli tavallaan teleportanneet tuon hiukkasen.

Valokuidussa hiukkasten lomitustila kuitenkin herkästi rikkoutuu juuri sadan kilometrin tienoilla.

Jos kvantti-informaatiota voitaisiin välittää avaruuden kautta, kuten nyt yksittäisillä hiukkasilla tehtiin, olisi tulevaisuudessa ehkä mahdollista luoda uudenlainen, turvallinen valotietoverkko.

Tutkimuksen julkaisi Science.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä6593

Käyttäjä4345 kirjoitti:
Tiedä tuosta "romahduksesta", mutta jos toisen lomittuneen kvantin tilaa muutetaan, niin sen toisen tilan muutoksen voi nähdä vaikka kameralla. Siinä on nähdäkseni mahdollisuus datan siirtämiseen yli valonnopeudella.

Et oikein ymmärtänyt. Esim EPR kokeessa ei ole ”toista lomittuneen kvantin tilaa”. On YKSI lomittunut tila. Kun se ei ole dekoheroitunut, niin sen tila ei Köpistulkinnan mukaan ole määrätty. Se, että esim mittauksessa (dekoherenssi) toisen hiukkasen spin on ylös, niin TIETO (informaatio), eli vertaus (toisen hiukkasen spiniin) tulee tehdä klassisesti (siis max c:llä).

hmk
Seuraa 
Viestejä1102

Kahden spin-hitusen lomittunut tila voi olla esim. muotoa |+-> + |-+> .

Tämä tarkoittaa tilojen |+-> ja |-+> superpositiota, missä |+-> tarkoittaa tilaa, jossa maan päällä oleva spin on "ylös (+)" ja avaruudessa oleva spin on "alas (-)". Vastaavasti |-+> tarkoittaa tilaa, jossa maassa oleva spin on "alas" ja avaruudessa oleva on "ylos". Siis yleisesti merkinnässä |xy> symboli x kertoo maassa olevan spinin tilan ja y avaruudessa olevan.

Lomittuneessa tilassa |+-> + |-+> olevan hiukkasparin kummankin hiukkasen spin on epämääräinen, ja se määräytyy vasta mittauksessa. Kun (kumman vaan) hitusen spiniä lähdetään mittaamaan, "romahtaa" hiukkasparin tila |+-> + |-+> 50% todennäköisyydellä tilaan |+-> ja 50% todennäköisyydellä tilaan |-+>. Tätä romahtamista ei voi mitenkään kontrolloida, vaan se on luonteeltaan aidosti probabilistinen.

Niinpä lomittumisen avulla ei voida siirtää FTL informaatiota. Jos vaikkapa avaruudessa olevaan laitteeseen saapuu maasta hiukkasia, jotka ovat lomittuneet maassa olevan partnerin kanssa, laite mittaa ko. hiukkasten spineille täysin satunnaisen sekvenssin "ylös" ja "alas" arvoja, esim. +--+-++-. Tämän mittauksen avulla ei mitenkään voida saada informaatiota valoa nopeammin maasta avaruuteen. Maassa oleva mittaaja voi kyllä lähettää "snail mailina" avaruuteen tiedon omasta mittaussarjastaan, joka tässä tapauksessa olisi ollut -++-+--+, koska esimerkin mukaisessa lomittuneessa tilassa maan hiukkasen "+" ja avaruuden hiukkasen "-" korreloivat keskenään.

Mittauksen avulla ei voida *asettaa* lomittuneen hitusen spiniä haluttuun arvoon lomittuminen säilyttäen, vaan spinin arvo määräytyy satunnaisesti.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Sisältö jatkuu mainoksen alla