Eerste object geteleporteerd van aarde naar baan

Vorig jaar vertrok een Long March 2D-raket vanaf het Jiuquan Satellite Launch Center in de Gobi-woestijn met een satelliet genaamd Micius, genoemd naar een oude Chinese filosoof die stierf in 391 voor Christus. De raket plaatste Micius in een zonsynchrone baan zodat hij elke dag op hetzelfde tijdstip over hetzelfde punt op aarde gaat.

Micius is een zeer gevoelige fotonontvanger die de kwantumtoestanden kan detecteren van enkele fotonen die vanaf de grond worden afgevuurd. Dat is belangrijk omdat het wetenschappers in staat moet stellen de technologische bouwstenen te testen voor verschillende kwantumprestaties zoals verstrengeling, cryptografie en teleportatie.

Verwant verhaal

niet missen

Vandaag maakte het Micius-team de resultaten van zijn eerste experimenten bekend. Het team creëerde het eerste satelliet-naar-grond kwantumnetwerk en verbrak daarbij het record voor de langste afstand waarover verstrengeling is gemeten. En ze hebben dit kwantumnetwerk gebruikt om het eerste object van de grond naar een baan om de aarde te teleporteren.

Teleportatie is een standaardoperatie geworden in laboratoria voor kwantumoptica over de hele wereld. De techniek is gebaseerd op het vreemde fenomeen verstrengeling. Dit gebeurt wanneer twee kwantumobjecten, zoals fotonen, zich op hetzelfde moment vormen en in de ruimte wijzen en dus hetzelfde bestaan ​​delen. In technische termen worden ze beschreven door dezelfde golffunctie.

Het merkwaardige van verstrengeling is dat dit gedeelde bestaan ​​voortduurt, zelfs als de fotonen over grote afstanden van elkaar zijn gescheiden. Dus een meting op de een heeft direct invloed op de toestand van de ander, ongeacht de afstand ertussen.

In de jaren negentig realiseerden wetenschappers zich dat ze deze link konden gebruiken om kwantuminformatie van het ene punt in het universum naar het andere te verzenden. Het idee is om alle informatie die bij het ene foton hoort op één plek te downloaden en via een verstrengelde link naar een ander foton op een andere plek te sturen.

Dit tweede foton neemt dan de identiteit aan van het eerste. In alle opzichten wordt het het eerste foton. Dat is de aard van teleportatie en het is vele malen uitgevoerd in laboratoria op aarde.

Teleportatie is een bouwsteen voor een breed scala aan technologieën. Teleportatie over lange afstand is erkend als een fundamenteel element in protocollen zoals grootschalige kwantumnetwerken en gedistribueerde kwantumberekening, zegt het Chinese team.

Verwant verhaal

Verwant verhaal Kunnen de avonturen van een ouder wordend bedrijf in fundamenteel natuurkundig onderzoek een nieuw tijdperk van onvoorstelbaar krachtige computers openen?

In theorie zou er geen maximale afstand moeten zijn waarover dit kan. Maar verstrengeling is een fragiel iets omdat fotonen interageren met materie in de atmosfeer of in optische vezels, waardoor de verstrengeling verloren gaat.

Als gevolg hiervan is de afstand waarover wetenschappers verstrengeling hebben gemeten of teleportatie hebben uitgevoerd, ernstig beperkt. Eerdere teleportatie-experimenten tussen verre locaties waren beperkt tot een afstand in de orde van 100 kilometer, als gevolg van fotonenverlies in optische vezels of terrestrische kanalen in de vrije ruimte, zegt het team.

Maar Micius verandert dat allemaal omdat het op een hoogte van 500 kilometer draait, en voor het grootste deel van deze afstand reizen alle fotonen die de reis maken door een vacuüm. Om de hoeveelheid atmosfeer in de weg te minimaliseren, heeft het Chinese team zijn grondstation in Ngari in Tibet opgezet op een hoogte van meer dan 4.000 meter. Dus de afstand van de grond tot de satelliet varieert van 1.400 kilometer wanneer deze zich dicht bij de horizon bevindt tot 500 kilometer wanneer deze zich boven het hoofd bevindt.

Verwant verhaal

Verwant verhaal De zoekgigant is van plan een mijlpaal in de computergeschiedenis te bereiken voordat het jaar om is.

Om het experiment uit te voeren, creëerde het Chinese team verstrengelde paren fotonen op de grond met een snelheid van ongeveer 4.000 per seconde. Vervolgens straalden ze een van deze fotonen naar de satelliet, die elke dag om middernacht boven ons hoofd vloog. Ze hielden het andere foton op de grond.

Ten slotte maten ze de fotonen op de grond en in een baan om te bevestigen dat er verstrengeling plaatsvond en dat ze op deze manier fotonen konden teleporteren. Gedurende 32 dagen stuurden ze miljoenen fotonen en vonden positieve resultaten in 911 gevallen. We rapporteren de eerste kwantumteleportatie van onafhankelijke qubits van één foton van een observatorium op de grond naar een satelliet in een lage baan om de aarde - via een up-link-kanaal - met een afstand tot 1400 km, zegt het Chinese team.

Verwant verhaal

Verwant verhaal Todd Holmdahl zegt dat het van achteren beginnen Microsoft er niet van zal weerhouden de race te winnen om kwantumcomputing te commercialiseren.

Dit is de eerste keer dat een object van de aarde naar een baan om de aarde is geteleporteerd, en het verbreekt het record voor de langste afstand voor verstrengeling.

Dat is indrukwekkend werk dat de weg vrijmaakt voor veel ambitieuzere doelen in de toekomst. Dit werk brengt de eerste grond-naar-satelliet-uplink tot stand voor getrouwe en ultra-lange afstand kwantumteleportatie, een essentiële stap in de richting van kwantuminternet op wereldschaal, zegt het team.

Het toont ook de duidelijke dominantie en voorsprong van China op een gebied dat tot voor kort werd geleid door Europa en de VS - Micius zou zeker onder de indruk zijn geweest. Maar een belangrijke vraag is nu hoe het Westen zal reageren.

Referentie: arxiv.org/abs/1707.00934 : Grond-naar-satelliet kwantumteleportatie

zich verstoppen