Φυσικοί μαθαίνουν πως να κάνουν τηλεμεταφορά και κβαντικό τηλεκλωνισμό συγχρόνως

Πηγή: PhysicsWeb, 24 Φεβρουαρίου 2006

Μια ομάδα φυσικών στην Ιαπωνία και τη Μεγάλη Βρετανία έχει δείξει για πρώτη φορά κβαντικό τηλεκλωνισμό. Ο τηλεκλωνισμός (Telecloning), που συνδυάζει την κβαντική κλωνοποίηση και την τηλεμεταφορά σε ένα ενιαίο βήμα, περιλαμβάνει την αποστολή κβαντικών πληροφοριών σε περισσότερους από έναν δέκτες. Η σημαντική ανακάλυψη έγινε από τον Sam Braunstein του πανεπιστημίου της Υόρκης και τον Akira Furusawa στο πανεπιστήμιο του Τόκιο και της Υπηρεσίας Επιστήμης και Τεχνολογίας της Ιαπωνίας. Σε αυτήν οι επιστήμονες έστειλαν επιτυχώς τις πληροφορίες με μια ακτίνα λέιζερ σε δύο μακρινές θέσεις σε ένα μόνο βήμα.

Η κβαντική τηλεμεταφορά περιλαμβάνει έναν αποστολέα (που κανονικά λέγεται Αλίκη) που μεταφέρει τις πληροφορίες για την κβαντική κατάσταση ενός σωματιδίου με τη βοήθεια ενός κλασσικού καναλιού σε έναν δέκτη (που λέγεται συνήθως Μπομπ). Αυτό είναι δυνατό επειδή και η Αλίκη και ο Μπομπ είναι πεπλεγμόι. Η κβαντική κλωνοποίηση περιλαμβάνει την παραγωγή αντιγράφων ή "κλώνων" των κβαντικών καταστάσεων.

Ο κβαντικός τηλεκλωνισμός είναι βασικά το ίδιο με την τηλεμεταφορά, εκτός από το ότι οι πληροφορίες στέλνονται σε περισσότερους από έναν δέκτες, όπως ο Μπομπ και η Κλαίρη. Αναλαμβάνει ταυτόχρονα να κλωνοποιήσει μια κβαντική κατάσταση και την αποστολή τους σε έναν αυθαίρετο αριθμό διαφορετικών προορισμών.

Η τηλεμεταφορά χρησιμοποιεί συνηθισμένη, ή τη διμερή διεμπλοκή - δηλαδή οι πληροφορίες διαβιβάζονται απλά από έναν αποστολέα σε έναν δέκτη. Εντούτοις, πρέπει να χρησιμοποιήσει την πολλαπλή εμπλοκή επειδή υπάρχουν περισσότεροι από ένας παραλήπτες. Η πολλαπλή εμπλοκή είναι μια μορφή εμπλοκής στην οποία απαιτούνται  ακριβέστεροι συσχετισμοί μεταξύ των κβαντικών σωματιδίων ή των συστημάτων.

Στο νέο πείραμα, οι Braunstein, Furusawa και οι συνάδελφοι τους έκαναν τηλεκλωνισμό μιας ολόκληρης ακτίνας λέιζερ. Έστειλαν πληροφορίες για το εύρος και τη φάση της ακτίνας σε δύο σχεδόν ίδιες ακτίνες στις μακρινές θέσεις με μια ακρίβεια 58%, ή πιστότητας. Αυτό το μέγεθος είναι ένας αριθμός που επιδεικνύει πόσο πιστά η κβαντική κατάσταση του πρώτου συστήματος έχει αναπαραχθεί στο δεύτερο σύστημα. Το μέγιστο θεωρητικό όριο σε ένα τέτοιο σύστημα είναι μόνο 66% λόγω της αρχής της αβεβαιότητας του Heisenberg.

Ο τηλεκλωνισμός αντιπροσωπεύει ένα νέο κβαντικό εργαλείο πληροφοριών και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να κατασκευαστούν κβαντικούς υπολογιστές και κβαντικά δίκτυα επικοινωνίας. "Τελικά οι οποιεσδήποτε εφαρμογές θα χρειαστούν ακόμα πολλή βελτίωση στην τεχνολογία προτού να έρθουν στην κατανάλωση", λένε ο Braunstein. "Ποιος ξέρει εν τούτοις, ίσως σε αρκετά χρόνια θα είμαστε σε θέση να κάνουμε τηλεκλωνισμό στους εαυτούς μας από το σπίτι και θα μπορούμε να εμφανιστούμε και στο γραφείο και στην παραλία."