|
|
|
Για πρώτη φορά έγινε τηλεμεταφορά με άτομαΑπό το BBC, 16 Ιουνίου 2004 |
Δύο ανεξάρτητες ομάδες επιστημόνων από τις ΗΠΑ και την Αυστρία εκτέλεσαν με επιτυχία τηλεμεταφορά με άτομα για πρώτη φορά, αναφέρει το Nature. Η δυνατότητα να μεταφερθούν βασικές ιδιότητες ενός σωματιδίου σε ένα άλλο χωρίς να χρησιμοποιηθεί οποιαδήποτε φυσική σύνδεση, μέχρι τώρα έχει επιτευχθεί μόνο με το φως ενός λέιζερ. Οι εμπειρογνώμονες λένε ότι αν ήταν σε θέση να κάνουν το ίδιο πράγμα με μεγαλύτερα σωματίδια, όπως τα άτομα, αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους υπερταχείς υπολογιστές.
Όταν οι φυσικοί μιλούν για "τηλεμεταφορά", περιγράφουν τη μεταφορά των "κβαντικών καταστάσεων" μεταξύ ξεχωριστών ατόμων και όχι το ίδιο το σωματίδιο. Τέτοιες ιδιότητες είναι η ενέργεια του ατόμου, η κίνηση, ένα μαγνητικό πεδίο και άλλες φυσικές ιδιότητες. Και στους υπολογιστές του αύριο, αυτές οι πληροφορίες θα σχημάτιζαν τα λεγόμενα qubits (η κβαντική μορφή των των λογικών bits 1 και 0). Ατομικός χορός Αυτό τελικά που έκαναν οι δύο ομάδες, στο Πανεπιστήμιο του Ίνσμπρουκ και του Αμερικανικού Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας (Nist), ήταν να τηλεμεταφέρουν qubits από το ένα άτομο στο άλλο με τη βοήθεια ενός τρίτου βοηθητικού ατόμου. Αυτό το φαινόμενο στηρίζεται σε μια παράξενη συμπεριφορά που υπάρχει στην ατομική κλίμακα γνωστή ως "διεμπλοκή", κατά την οποίο δύο σωματίδια μπορούν να έχουν συσχετισμένες ιδιότητες ακόμα και όταν είναι πολύ μακριά το ένα από το άλλο. Ο Einstein το είχε ονομάσει "στοιχειωμένη δράση". Οι δύο ομάδες μπορεί να χρησιμοποίησαν διαφορετικές τεχνικές για αυτή την τηλεμεταφορά, όμως και οι δύο ακολούθησαν το ίδιο βασικό πρωτόκολλο. Κατ' αρχάς, δημιουργήθηκε ένα ζευγάρι αρκετά πεπλεγμένων ιόντων: Το B και C. Ακολούθησε η δημιουργία της κατάστασης που θα τηλεμεταφερόταν σε ένα τρίτο ιόν, το Α. Κατόπιν, ένα ιόν από το ζευγάρι - έστω το B - συσχετίστηκε με το Α, και μετρήθηκε η εσωτερική κατάσταση και των δύο. Τέλος, η κβαντική κατάσταση του ιόντος Α στάλθηκε στο ιόν C, που μετασχηματίστηκε. Έτσι καταστράφηκε η αρχική κβαντική κατάσταση του Α. Η τηλεμεταφορά πραγματοποιήθηκε σε χιλιοστά του δευτερολέπτου με το πάτημα ενός κουμπιού, και είναι η πρώτη φορά που ένας τέτοιος αιτιοκρατικός μηχανισμός έχει αναπτυχθεί για τη διαδικασία. "Μεγάλη δυνατότητα" Αυτά τα πειράματα-ορόσημα, είναι μια σημαντική πρόοδος πάνω στην έρευνα για τους υπερταχείς υπολογιστές, μέσα στους οποίους η τηλεμεταφορά θα μπορούσε να δώσει μια μορφή αόρατης "κβαντικής καλωδίωσης". Αυτές οι μηχανές θα ήταν σε θέση να χειριστούν πάρα πολύ μεγαλύτερους και σύνθετους υπολογισμούς από αυτούς που κάνουν οι σημερινοί υπερυπολογιστές, και μάλιστα με πολύ μεγάλες ταχύτητες. "Σε έναν κβαντικό υπολογιστή είναι αρκετά απλό να μεταφέρεις κβαντικές πληροφορίες με τα qubits, αλλά αν θελήσετε να το κάνετε πολύ γρήγορα, τότε πρέπει να χρησιμοποιήσετε την τηλεμεταφορά", αναφέρει ο Δρ David Wineland του Nist. Ο καθηγητής Rainer Blatt, του Πανεπιστημίου του Ίνσμπρουκ, είπε ότι αυτό το γεγονός είναι το κυρίαρχο. "Είμαστε σε θέση να τηλεμεταφέρουμε με το πάτημα ενός κουμπιού. Αυτό έχει γίνει και πριν, αλλά όχι κατά τέτοιο τρόπο ώστε να μπορείτε να κρατήσετε τις πληροφορίες στο τέλος". Η ομάδα του καθηγητή Blatt, μια ομάδα αυστριακών και αμερικανών, εκτέλεσε την τηλεμεταφορά με ιόντα ασβεστίου. Η ομάδα Nist στο Boulder του Κολοράντο, χρησιμοποιημένα ιόντα βηρυλλίου. Παρά τις μικρές διαφορές στις πειραματικές μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν και από τις δύο ομάδες, και οι δύο τους έφθασαν σε παρόμοιες τιμές αξιοπιστίας - περίπου 0.75. Η αξιοπιστία είναι ένα μέτρο του πόσο σωστά η κβαντική κατάσταση του δεύτερου ιόντος, μετά την τηλεμεταφορά, μοιάζει με την αρχική κβαντική κατάσταση. Σχολιάζοντας σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε στο Nature, οι φυσικοί H Jeff Kimble και Steven Van Enk τόνισαν: "Αυτά τα δύο πειράματα δείχνουν τη σπουδαία συμβολή των προόδων που έγιναν τόσι στη φασματοσκοπία ακριβείας όσο και στην ψύξη με λέιζερ. "Το γεγονός ότι τέτοιες διαφορετικές διαδικασίες εκτελέστηκαν τόσο έξοχα σε δύο ξεχωριστά εργαστήρια, επιβεβαιώνει την ευελιξία και τη μεγάλη ικανότητα της ιοντικής παγίδευσης για την επεξεργασία των κβαντικών πληροφοριών".
Βήμα 1: Δημιουργείται ένα ζευγάρι πεπλεγμένων ιόντων: B και C Βήμα 2: H κατάσταση που θα τηλεμεταφερθεί δημιουργείται στο ιον A Βήμα 3: Ένα ιόν από το ζευγάρι - σε αυτήν την περίπτωση το B - γίνεται πεπλεγμένο με το A και μετρούνται και τα δύο Βήμα 4: Η κβαντική κατάσταση του A στέλνεται στο ιον C Βήμα 5: Η κατάσταση που δημιουργήθηκε στο A βρίσκεται στο C |
Αυτή
όμως η ανάπτυξη που έγινε απέχει πολύ από τους τρόπους μεταφοράς που χρησιμοποιήθηκαν
από τον Jean-Luc Picard και Captain Kirk στη διάσημη σειρά της τηλεόρασης, Star Trek.
