Som sædvanlig mærkelige kunst for underlige fysik (Billede: JaredZammit/Flickr)
Kvantemekanikken kan tvinge dig til at tænke nogle vilde ting om, hvordan Universet virker, men det har nogle rigtige applikationer. En af teori største særheder giver mulighed for en særlig form for quantum link, en, der kan sende utrolig sikker meddelelser eller overføre data til quantum computing. Tests af disse links findes på Jorden, på plads, og nu, under vandet.
Kinesiske forskere har allerede oprettet denne quantum link mellem jorden og en satellit, og selv “quantum teleporteret” en partikel (som egentlig ikke er teleportation). I betragtning af betydningen af undersøiske kommunikation, såsom fiber optik, der anvendes til at transmittere telefon og internet data, det ene hold rapporterer, at de nu har udført den afgørende test, der kræves for at oprette en undersøisk quantum link uden nogen kabler.
Resultaterne er super foreløbige, men “bekræft muligheden af havvand quantum kanal, der repræsenterer de første skridt i retning af undersøiske quantum kommunikation,” forskerne skriver i en undersøgelse offentliggjort i denne måned i tidsskriftet Optics Express.
Om der nogensinde vil være et program for sådan en undersøisk link, er endnu uvist. Men hvis forskerne er en succes i den vanskelige udfordring, det er at udvide det forbi ti fødder, at de testede det, kan det betyde en ny måde at sende quantum-krypterede meddelelser mellem ubåde eller sende data fra quantum computere, mellem steder, der er adskilt af vand.
Her er din hurtige kvantemekanik crash course: Det mindste enheder af noget, som elektroner og fotoner (de enkelte enheder af lys), som kan optræde som både bølger og partikler på samme tid. Hver af disse enheder ” egenskaber “kvantiseret”, hvilket betyder de egenskaber, der kun kan tage på visse værdier, der er tildelt. Før du faktisk overholde de egenskaber, det er umuligt at sige, hvad værdien er—du skal bare få en sandsynlighed, der er tildelt til hver af de mulige optioner i en liste kaldes bølgefunktion. Når du måle systemet, det bølgefunktion “kollapser”, og den enhed, der påtager sig de egenskaber, du observerer.
Den underlige ting spark i, når du “vikle” partikler sammen, hvilket gør dem til at interagere på en måde, at de partikler, skal være beskrevet ved hjælp af den samme liste af sandsynligheder. Uanset hvor langt fra hinanden de partikler, separat, er de stadig synes at være klar af hinanden, sådan at observere de egenskaber, man umiddelbart får andre partikel til at påtage sig sit tilsvarende ejendom.
De Kinesiske forskere skænket fotoner fra en laser med forskellige polariseringer (den retning, deres bølger rejse vinkelret på foton ‘ s fremadrettede bevægelse), som passerer lyset gennem en serie af krystal, filtre, og spejle. Deres eksperiment så deler strålen, holder den ene af de to sammenfiltrede fotoner på den ene side, og passerer den anden via en ti-fods lange rør, der indeholder en af flere havvands prøver.
Det virkede, ifølge papiret, og forskerne beregnede, at de havde held entangled fotoner, selv efter at have passeret en gennem vand-fyldt rør. “Det tilskynder os til at kigge ind i en længere opnåelige kommunikation afstand,” skriver de.
Disse resultater er et proof-of-concept, sikker—partikel, der stadig bevæger sig gennem et rør, og kun over et par meter, en afstand, over hvilken du kan lige så godt bare sætte ord på det budskab ud højt. Forskere har allerede entangled fotoner gennem rummet over tusind kilometer.
En fysiker var unsurprised, og en anden var skepitcal, at forskerne ville etablere en meget længere link, rapporter New Scientist. “Fordi ocean vand absorberer lys, forlængelse af dette er svært,” University of Missouri datalogi-professor Jeffrey Uhlmann fortalte dem. Men en anden kilde siger, at måske ubåde kunne bruge sådan en kanal til at kommunikere sikkert.
Men du vil ikke vide, medmindre du prøver, tror jeg.
[Optics Express via New Scientist]