17 октомври 2018
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Квантови физици удвоиха ограничението на скоростта на информацията за Вселената

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 13 март 2018 в 09:1146150
Jinyang Liang и Lihong V. Wang

Има ограничения за това колко бързо може да се движи информацията през Вселената, точно както има ограничения до колко бързо всичко останало може да се движи във Вселената. Това е правило.

Но, както често правят квантовите физици, те измислят как да го заобиколят, съобщава Live Science.

При нормални обстоятелства крайната граница на трансфер на информация - скоростта на предаване на данни на Вселената - е един бит на фундаментална частица, движеща се не по-бързо от скоростта на светлината. Така е в "класическата вселена", това е начинът, по който се държат нещата преди да се включи квантовата физика.

Ето откъде идва това ограничение:

Ако искате да изпратите съобщение, съставено от един бит, който може да има стойност "1" или "0", на приятел, който се намира на една светлинна година и всичко, което имате, е един фотон, може да кодирате това единично двоично число във фотона и да го изпратите към приятеля ви със скоростта на светлината. Приятелят ви ще получи съобщението една година по-късно. Ако вашият приятел иска да използва този фотон, за да ви върне двоично съобщение, ще трябва да изчакате още една година. Ако искате да изпратите повече информация за това време, ще ви трябват повече фотони.

Но в нова статия, публикувана на 8 февруари в списание Physical Review Letters, двама квантови физици показаха, че теоретично е възможно тази скорост на предаване на данни да се удвои.

Техниката, описана в статията, озаглавена "Двупосочна комуникация с една квантова частица", не ви позволява да изпращате на приятеля си два бита с една частица. Но позволява на вас и вашият приятел да изпратите един на друг информация, използвайки една и съща частица по едно и също време.

Ако двама души искат да използват този трик, трябва да поставят частицата в "суперпозиция на различни пространствени места", пишат изследователите.

"Обикновено това се описва като да има нещо на две места по едно и също време", обяснява изследователят Флавио дел Санто (Flavio Del Santo) от Виенския университет.

Реалността е малко по-сложна, но представянето на частиците на две места едновременно е полезно средство, за да разберем какво се случва в този случай.

По този начин Алис и Боб (именно така Дел Санто и неговият съавтор Боровие Дакич (Borivoje Dakić) от Института за квантова оптика и квантова информация в Австрия наричат своите квантови комуникатори), имат една и съща частица в началото на комуникацията. И всеки от комуникаторите може да кодира единична информация, единица или нула, в частицата, пазказва Дел Санто.

Тяхната комуникация все още е ограничена от скоростта на светлината. Когато Алис кодира "1" в частицата, Боб не го вижда веднага. Тя все пак трябва да изпрати частицата обратно към него. Но тази ситуация е особена, защото и Алис, и Боб могат да кодират малко информация в частицата и да я изпратят един към друг едновременно.

Посланието, което всеки от тях вижда, когато частицата пристигне, ще бъде резултат от собствената им информация и на събеседника им. Ако Алис кодира "0", а Боб - "1", всеки ще види 1. Но тъй като Алис знае, че е вкарала нула, ще знае, че Боб е вкарал "1". И тъй като Боб знае, че е сложил "1", ще разбере, че Алис е вкарала нула. Ако и двамата са поставили "1", или и двата са постави нули, резултатът ще бъде нула.

Във всяка ситуация и двамата получатели ще знаят какъв бит е изпратен от другия - и ще са намалили времето, което обикновено е нужно двама души да си разменят информация от един бит, използвайки единична частица.

Скоростта на предаване на данни се удвоява

Това работи в реалния свят

Статията, публикуваня в списание Physical Review Letters, е чисто теоретичня, но Дел Санто и Дакич си партнират с екип от физици експериментатори във Виенския университет, за да покажат, че методът може да работи в реалния свят.

Тази част от резултатите им все още не е преминала партньорска проверка и публикувана в рецензирано списание, но е достъпна на сървъра за предпечат arXiv.

Изследователите използват разделители (сплитери) на лъчи, за да отделят фотоните в пространствена суперпозиция, което означава, че те са в известен смисъл са на две места едновременно. По този начин те постигат точно това, което описват в  първата статия - кодиране на бит в разделени фотони, смесването им и интерпретирането на резултатите, пишат учените.

Изследователите също така показват, че с леко модифициране тази техника може да се използва за провеждане на напълно сигурна комуникация. Ако някой от комуникаторите, Алис вкара случайни стрингове (низове) от битове, и Боб кодира истинското съобщение, никой подслушвач няма да може да разбере какво казва Боб на Алис, без да знае какво е кодирала Алис, казва Дел Санто.


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Авокадото не е веганско!
15 октомври 2018 в 10:12
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.