Квантовая запутанность

Квантовая запутанность, или «жуткое действие на расстоянии», как ее называл Альберт Эйнштейн — это квантовомеханический феномен, при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми. Эта зависимость сохраняется даже если объекты удалить друг от друга за много километров. Например, можно запутать пару фотонов, увести один из них в другую галактику, а потом измерить спин второго фотона — и он будет противоположен спину первого фотона, и наоборот. Квантовую запутанность пытаются приспособить для мгновенной передачи данных на гигантские расстояния или даже для телепортации.

Начат эксперимент по моделированию первой искусственной квантовой жизни


Современные компьютеры дают довольно много возможностей по моделированию самых разных ситуаций. Однако любые вычисления будут в некоторой степени «линейны», так как они подчиняются четко прописанным алгоритмам и не могут от них отступить. И эта система не позволяет симулировать сложные механизмы, в которых случайность — это практически постоянное явление. Речь идет о симуляции жизни. А какое устройство могло бы позволить это сделать? Квантовый компьютер! Именно на одной из таких машин IBM был запущен самый масштабный проект по симуляции квантовой жизни.

Читать далее

Физики научились передавать кубиты по обычному оптоволоконному кабелю

Уже довольно много исследований сделано на тему передачи квантового сигнала и даже проведены успешные испытания этой технологии. Однако при всех потенциальных плюсах квантовых компьютеров и квантовой информационной сети есть у них существенный недостаток: специфическая единица передачи информации (кубит), для которой нужно с нуля прокладывать собственные линии связи. Но группа исследователей из Нидерландов добилась значительных успехов в этой сфере и сумела использовать для передачи кубитов обычное оптоволокно.

Читать далее

Квантовые технологии будущего будут использовать идентичные запутанные частицы

16th June 2018, Илья Хель 9

Обычно, когда физики выполняют квантовое запутывание частиц — будь то кубиты, атомы, фотоны, электроны и т.п., — эти частицы можно различить. Совсем недавно физики продемонстрировали возможность создания запутанных частиц, которые полностью идентичны. Что примечательно, это запутанность существует именно из-за неразличимости частиц, без какого-либо взаимодействия между ними. Но теперь, в новой работе, физики сделали еще один шаг, показав, что запутанность одинаковых частиц можно использовать и потенциально применить для квантовых приложений

Читать далее

Физики смогли квантово запутать облака атомов. Это вообще как?

28th April 2018, Илья Хель 60

Квантовый мир атомов и частиц причудлив и удивителен. На квантовом уровне частицы могут проникать через непроницаемые барьеры и быть в двух местах одновременно. Однако странные свойства квантовой механики — это не математические причуды, это реальные эффекты, которые можно наблюдать в лаборатории снова и снова. Одна из самых характерных особенностей квантовой механики — это «запутанность». Запутанные частицы остаются загадочным образом связаны на любом расстоянии. И вот три независимых европейских группы ученых сумели запутать не просто пару частиц, как это делали прежде, а отдельные облака тысяч атомов. Они также нашли способ задействовать технологический потенциал своего достижения.

Читать далее

Китайский квантовый спутник передал данные на 7600 километров

Китайский квантовый спутник был запущен на орбиту два года назад. С тех пор он помог в проведении целого ряда экспериментов, а прошлым летом даже смог передать информацию трём наземным станциям, расположенным на расстоянии в тысячу километров друг от друга. На днях китайские физики вновь поставили рекорд, передав данные по защищённому каналу между австрийским городом Грац и китайским Синлуном. Расстояние между городами составляет более 7 тысяч километров.

Читать далее

В Австрии создали рабочий прототип квантового роутера

Как пишет редакция издания Science Alert, группа специалистов из Университета Вены смогла разработать первый в истории квантовый роутер и даже провела первые испытания нового устройства. Это первое устройство, которое может не только принимать запутанные фотоны, но и передавать их. Кроме того, схема, используемая в роутере, может стать основой для создания квантового интернета.

Читать далее

В Китае построили первую коммерческую квантовую коммуникационную сеть

Мы уже неоднократно писали о том, что в разных концах света то и дело проходят испытания устройств квантовой связи. Казалось бы, дальше экспериментов все это зайдет не скоро, но вот, как сообщает агентство новостей Синьхуа, в Китае завершили создание первой в стране коммерческой сверхзащищенной квантовой коммуникационной сети. Ввод в эксплуатацию планируется в самое ближайшее время.

Читать далее

Квантовая запутанность может быть неотъемлемым свойством реальности

7th September 2017, Илья Хель 17

Действительно ли явление под названием квантовая запутанность необходимо для описания физического мира или же возможна некая пост-квантовая теория без запутанности? В новом исследовании, о котором пишет phys.org, физики математически доказали, что любая теория с классическим пределом – когда она может описывать наши наблюдения классического мира, обращаясь к классической теории при определенных условиях – должна включать запутанность. Поэтому, несмотря на то, что запутанность расходится с классическим пониманием, она должна быть неизбежным и важнейшим свойством не только квантовой теории, но и любой неклассической теории, даже еще не разработанной.

Читать далее

Квантовая телепортация: все, что вы хотели узнать, но боялись спросить

13th August 2017, Николай Хижняк 33

В прошлом месяце произошло сразу два интересных события в сфере квантовых технологий: китайские ученые телепортировали фотоны света с наземной станции на космический спутник и прошла ежегодная конференция ведущих экспертов квантовой физики в Москве. Изданию Business Insider удалось поймать на ней доктора Юджина Ползика из Института Нильса Бора, одного из ведущих специалистов квантовой телепортации, и расспросить его по самым разным вопросам, включая о выдающемся успехе его китайских коллег.

Читать далее

Запущена первая в России многоузловая квантовая сеть

Ученым из Российского квантового центра (РКЦ) удалось запустить первую в России многоузловую квантовую сеть, предназначенную для передачи данных. В разработке отечественных специалистов используется одновременно два метода шифрования информации, что делает такой способ передачи данных крайне защищенным.

Читать далее

В Казани провели первый в России сеанс квантовой «телефонной» связи

Как сообщает пресс-служба университета ИТМО, отечественные ученые успешно запустили в столице Татарстана Казани первую в России многоузловую квантовую сеть. Недавно была произведена ее проверка в режиме «квантового телефона», защищенного от любой прослушки и обеспечивающего крайне высокую степень защиты.

Читать далее

Учёные организовали первый в истории поединок двух квантовых компьютеров

22nd February 2017, Сергей Грэй 59

Впервые в истории два квантовых компьютера сошлись лицом к лицу на ринге за звание чемпиона. Учёные подготовили серию экспериментов, которые должны были выявить победителя среди квантовых компьютеров, созданных стараниями инженеров Университета Мэриленда, а также компании IBM. Одинаковые алгоритмы запускались на обоих компьютерах, после чего по результатам специалисты выбирали лидера каждого этапа соревнований. А результаты эти, нужно заметить, оказались весьма неоднозначными.

Читать далее

В продажу поступил новый квантовый компьютер за 15 миллионов долларов

26th January 2017, Сергей Грэй 25

Канадская компания D-Wave считается одним из первопроходцев в области производства коммерчески доступных квантовых компьютеров. Выпуск первых моделей состоялся ещё в 2007 году. Тогда это был 16-кубитный и 28-кубитный компьютер Orion. В мае 2011 года в продажу поступила модель D-Wave One с 128-битным чипом, а затем и D-Wave Two с 512-кубитным чипом. На этом D-Wave решила на останавливаться. В продажу поступает компьютер D-Wave 2000Q с процессором на 2000 кубит по цене 15 000 000 долларов.

Читать далее

В России создадут защищенную систему квантовой связи

За разработку отвечает Российский квантовый центр (РКЦ) и компания Т8. По сообщениям прес-службы РКЦ, новая система будет защищена методом квантовой криптографии, для ее работы не потребуется менять существующие оптоволоконные линии, а скорость передачи данных составит до 400 гигабит в секунду.

Читать далее

Китай хочет создать квантовый космический интернет

Китай планирует запустить новый спутник, который, возможно, станет первым звеном новой коммуникационной сети нового поколения. С помощью аппарата QUESS весом 600 килограммов, который планируется вывести на орбиту в августе этого года, ученые собираются провести первый квантовый эксперимент в космосе, который в перспективе может открыть дверь к появлению «квантового космического интернета».

Читать далее

Новое состояние кота Шредингера позволяет находиться сразу в двух местах одновременно

Скорее всего, вы слышали о парадоксе кота Шредингера. Речь идет о гипотетическом коте внутри коробки, находящемся одновременно в двух состояниях — живым и мертвым — до тех пор, пока мы не откроем коробку, чтобы посмотреть. Это так называемая квантовая суперпозиция. Так вот, физики Йельского университета выяснили, как сохранить оба состояния кота сразу в двух коробках. О своей работе ученые поделились на страницах журнала Science.

Читать далее

Можно ли применить квантовую запутанность для коммуникаций быстрее света?

9th May 2016, Илья Хель 26

В прошлом месяце миллиардер Юрий Мильнер и астрофизик Стивен Хокинг объявили о проекте Breakthrough Starshot: невероятно амбициозном плане отправить первый сделанный людьми космический аппарат в другую звездную систему в нашей галактике. Гигантский лазерный массив мог бы запустить аппарат размером с микрочип к другой звезде на скорости в 20% от световой. Но непонятно, как это небольшое устройство сможет связаться с нами через огромное межзвездное пространство. Как насчет квантовой запутанности? Можно ли применить ее для такой связи?

Читать далее

Физики предложили способ извлечь информацию из черной дыры

26th December 2015, Илья Хель 32

Черные дыры получили свое название потому, что их гравитация настолько сильна, что удерживает даже свет. А раз свет не может покинуть черную дыру, то и информация, выходит, тоже — познакомьтесь с информационным парадоксом черной дыры. Как ни странно, физики проявили теоретическую ловкость рук и придумали способ извлечь соринку информации, упавшей в черную дыру. Их расчет затрагивает одну из крупнейших загадок в физике: каким образом вся информация, попавшая в черную дыру, утекает по мере «испарения» черной дыры. Считают, что это должно происходить, но как — никто не знает.

Читать далее

Из чего могло бы состоять пространство-время?

15th November 2015, Илья Хель 33

Одним из самых странных аспектов квантовой механики является запутанность, поскольку две запутанных частицы влияют друг на друга через огромные дистанции, что, на первый взгляд, нарушает фундаментальный физический принцип локальности: то, что происходит в определенной точке пространства, может повлиять только на точки поблизости. Но что, если локальность — и само пространство — не так уж фундаментальны, в конце концов? Джордж Массер исследует возможные последствия этого в своей новой книге „Spooky Action At a Distance“. («Жутким действием на расстоянии» квантовую запутанность назвал Альберт Эйнштейн).

Читать далее

Квантовая запутанность и червоточины могут быть тесно связаны

10th October 2015, Илья Хель 12

Когда Альберт Эйнштейн поражался «жуткой» дальнодействующей связи между частицами, он не думал о своей общей теории относительности. Вековая теория Эйнштейна описывает, как возникает гравитация, когда массивные объекты деформируют ткань пространства и времени. Квантовая запутанность, тот жуткий источник эйнштейновского испуга, как правило, затрагивает крошечные частицы, которые незначительно действуют на гравитацию. Пылинка деформирует матрас ровно так же, как субатомная частица искривляет пространство.

Читать далее

Физики придумали, как запутать массивные объекты

6th August 2015, Илья Хель 25

Роман Шнабель, профессор физики Института гравитационной физики Макса Планка, опубликовал работу в журнале Physical Review Letters, в которой изложил план квантового запутывания двух «массивных» объектов. Вместе со своей командой он работает над конкретным осуществлением плана, и в случае успеха им удастся запутать два зеркала массой 0,1 кг, что будет представлять самый большой пример запутанности, так как до этого ученым удавалось запутать лишь объекты микронных размеров.

Читать далее

Квантовой запутанности отвели большую роль в образовании пространства-времени

29th May 2015, Илья Хель 16

Группа физиков и математик сделали значительный шаг в сторону объединения общей теории относительности и квантовой механики, объясняя, как пространство-время вытекает из квантовой запутанности в более фундаментальную теорию. Работа Хироси Оогури из Токийского университета Кавли, математика Матильды Марколли и аспирантов Дженнифер Лин и Богдана Стойка была опубликована в Physical Review Letters.

Читать далее

«Жуткое квантовое действие» может удерживать Вселенную от распада

14th May 2015, Илья Хель 36

Брайан Свингл был аспирантом, изучал физику веществ в Массачусетском технологическом институте, когда вдруг решил взять несколько уроков в теории струн, чтобы подкрепить свое образование — как он вспоминает, «потому что почему бы и нет?» — хотя никогда особо не интересовался этой областью. По мере углубления в детали Свингл начал подмечать неожиданные сходства подхода теории струн к физике черных дыр и квантовой гравитации с его собственной работой, в которой он использовал так называемые тензорные сети для прогнозирования свойств экзотических материалов.

Читать далее

Четыре способа преодолеть вселенское ограничение скорости

4th March 2015, Илья Хель 20

Когда Альберт Эйнштейн впервые установил, что свет движется с одинаковой скоростью по нашей Вселенной, он, по сути, установил ограничение скорости на 299 792 458 метров в секунду. Но это не конец. На самом деле это только начало. До Эйнштейна масса — атомы, из которых вы, я и все вокруг состоим — и энергия рассматривались как отдельные величины. Но в 1905 году Эйнштейн навсегда изменил способ физического восприятия Вселенной.

Читать далее

«Запутанность-на-чипе»: еще один шаг в сторону квантовых компьютеров

29th January 2015, Илья Хель 14

В отличие от волшебного кольца Бильбо, которое запутывает людские сердца, инженеры создали новое микрокольцо, которое запутывает отдельные частицы света. Это первый важный шаг для целого ряда новых технологий.

Читать далее

Могут ли атомы быть в двух местах одновременно?

24th January 2015, Илья Хель 54

Можно ли одновременно забить гол и не попасть по воротам? В мире самых маленьких объектов — да: в соответствии с предсказаниями квантовой механики, микроскопические объекты могут выбирать разные пути одновременно. Мир же макроскопических объектов подчиняется другим правилам: футбольный мяч, например, всегда движется в определенном направлении. Но могут быть и лазейки. Физики из Университета Бонна создали эксперимент, который должен по возможности проверить это. Первый эксперимент покажет, могут ли атомы цезия выбирать два пути одновременно.

Читать далее

Обладает ли квантовая запутанность массой?

13th January 2015, Илья Хель 17

Мы знаем, что есть некое явление: квантовая запутанность, в ходе которой частицы связаны друг с другом на больших расстояниях. Теперь допустим, что у квантовой запутанности есть собственная масса. Таким образом, запутанность, как предполагает одна из последних научных работ, может влиять на гравитацию.

Читать далее

Глобальная квантовая связь может быть ближе, чем кажется

29th November 2014, Илья Хель 6

Ни квантовые компьютеры, ни квантовая криптография не смогут получить должное развитие и стать распространенными технологиями без систем памяти, которые смогут управлять квантовой информацией легко и эффективно. Факультет физики Университета Варшавы пытается популяризовать квантовые информационные технологии путем создания атомной памяти с невероятными характеристиками и чрезвычайно простой конструкцией.

Читать далее

Ученые продемонстрировали квантовую телепортацию

Новое исследование показало, что телепортация людей как в фильме «Звездный путь» может стать реальностью в далеком будущем. По словам ученых, законы физики в целом не запрещают перемещение больших объектов, в том числе человека.

Читать далее

Создан первый квантовый микроскоп на запутанных фотонах

13th February 2014, Артем Батогов 10
Создан новый квантовый микроскоп

Современные микроскопы хоть и могут увеличивать изображения во много раз, но иногда ученым даже их мощности бывает недостаточно. Но для преодоления ограничений современных микроскопов ученые из университета Хоккайдо и университета Осаки, Япония, разработали первый квантовый микроскоп, который использует запутанные фотоны для придания большей контрастности изображению.

Читать далее