Квантовая телепортация: развенчивая мифы
В последние годы нарастает количество публикаций и новостей, связанных с изучением и применением эффекта квантовой телепортации. И несмотря на то, что это явление изучается уже довольно давно, у людей, далёких от науки, зачастую отсутствует понимание того, что же это такое. Попробую развеять некоторые мифы, часто встречающие в комментариях к подобным новостям.
Миф 1: Квантовая телепортация теоретически позволяет телепортировать любой объект
На самом деле, при квантовой телепортации передаются не физические объекты, а некая информация, записанная при помощи квантовых состояний объектов. Обычно этим состоянием является поляризация фотонов. Как известно, фотон может иметь две различные поляризации: например, горизонтальную и вертикальную. Их можно использовать как переносчики побитовой информации: скажем, 0 будет соответствовать горизонтальной поляризации, а 1 — вертикальной. Тогда передача состояния одного фотона другому обеспечит и передачу информации.
В случае квантовой телепортации передача данных происходит следующим образом. Вначале создаётся пара так называемых сцепленных фотонов. Это означает, что их состояния оказываются в некотором смысле связанными: если у одного при измерении поляризация окажется горизонтальной, то у другого всегда будет вертикальной и наоборот, при чём и тот, и другой вариант возникает с одинаковой вероятностью. Затем эти фотоны разносятся: один остаётся у источника сообщения, а другой уносится его приёмником.
Когда источник хочет передать своё сообщение, он связывает свой фотон с ещё одним фотоном, состояние (то есть поляризация) которого точно известно, а затем производит измерение поляризации обоих своих фотонов. В этот момент согласованным образом меняется состояние и фотона, находящегося у приёмника. Измерив его поляризацию и узнав по другим каналам связи результаты измерений фотонов источника, приёмник может точно установит, какой бит информации был передан.
Миф 2: С помощью квантовой телепортации можно передавать информацию со скоростью, превышающей скорость света
Действительно, согласно современным представлениям передача состояний между сцепленными фотонами происходит мгновенно, таким образом, может возникнуть ощущение, что и информация передаётся мгновенно. Это, однако, не так, поскольку хотя состояние и было передано, прочитать его, расшифровав послание, можно только после передачи дополнительной информации о том, каковы же поляризации двух фотонов, находящихся у источника. Эта дополнительная информация передаётся по классическим каналам связи и скорость её передачи превышать скорость света не может.
Миф 3: Получается, что квантовая телепортация совершенно неинтересна
Конечно, на практике оказывается, что процесс квантовой телепортации, возможно, не так захватывающ, как это может показаться по его названию, однако и он может получить важное практическое применение. В первую очередь, это безопасная передача данных. Всегда можно перехватить сообщение, посланное по классическим каналам связи, однако воспользоваться им сможет только тот, у кого находится второй сцепленный фотон. Все остальные прочитать сообщение просто не смогут. К сожалению, пока до реального использования этого эффекта далеко, на данном этапе идут лишь научные эксперименты, требующие достаточно сложной аппаратуры.
В Масс Эффекте как ни странно правильно использовали квантовую телепортацию, т.е. для передачи инфы - а конкретно, для голографических звонков)
И описание +/- такое же.
Я думал это просто сай-фай, а оказывается вон оно как.
Вот не понимаю почему нельзя использовать для передачи информации.
Пускай мы не знаем момент с которого следует начать отслеживание, так пускай на той стороне выдадут длиннющий хеш-код, который эхом отразится на состоянии нашей частицы. Его и будем считать за начало передачи. Да, мы не сможем однозначно сказать, что вот эти 100 правых поляризаций и 4 левых - это реакция нашей частицы на изменение состояния ее пары, но ведь такая комбинация - ооочень прозрачный намек нам, что вот(!) - стоит считать это за "здрасьте".
Ну и далее - одна сложная комбинация поляризаций будет точкой, другая - тире.
И нам глубоко плевать что сейчас точкой выступает 1000правых и 12 левых, а через секунду - наоборот. Главное, что подобная комбинация имеет место быть. А если даже в передачу закрадывается какой-то шум, например частица успевает дернуться несколько раз случайным образом - так это можно отфильтровать, т.к. компьютер знает что "тире" соответствует определенная комбинация сигналов, а несколько случайных бит стоит вырезать
П.2, конечно, очевиден - а может кто-нибудь внятно объяснить, почему даже дифференциальное кодирование здесь не поможет? Что-то интуитивно чувствуется, но в мысль не складывается.