Wie gewohnt, seltsame Kunst für komische Physik (Bild: JaredZammit/Flickr)
Die Quantenmechanik kann Sie zwingen, zu denken, einige wilde Dinge über die Art, wie das Universum funktioniert, aber es hat einige echte Anwendungen. Eine der Theorie die wichtigsten Macken ermöglicht eine Besondere Art von quantum link, einem, können, senden Sie unglaublich sicher Nachrichten übermitteln oder die Daten für quantum-computing. Tests dieser verbindungen gibt es auf der Erde, im Weltraum, und jetzt, unter Wasser.
Chinesische Wissenschaftler haben bereits so eingerichtet, dass dieser Quanten-link zwischen der Erde und einem Satelliten, und sogar “Quanten teleportiert” eines Teilchens (das ist nicht wirklich teleportation). Angesichts der Bedeutung der Unterwasser-Kommunikation wie die Lichtwellenleiter zur übertragung von Telefon-und internet-Daten von einem team berichten, dass Sie schon jetzt erfolgt der entscheidende test für die Einrichtung einer Unterwasser-Quanten-link ohne Kabel.
Die Ergebnisse sind super vorläufige, aber “bestätigen, die Machbarkeit eines Meerwasser-Quanten-Kanal, für den ersten Schritt in Richtung Unterwasser-Quanten-Kommunikation”, schreiben die Forscher in einer Studie veröffentlicht in diesem Monat in der Fachzeitschrift Optics Express.
Ob es jemals eine Anwendung für solch eine Unterwasser-Verbindung bleibt abzuwarten. Aber wenn die Forscher erfolgreich in die schwierige Herausforderung der Erweiterung es vorbei an der zehn Meter Sie getestet, es könnte bedeuten, einen neuen Weg zu schicken Quanten-verschlüsselte Nachrichten zwischen U-Booten oder senden von Daten von Quanten-Computern, die zwischen den Standorten durch Wasser voneinander getrennt sind.
Hier ist Ihre schnelle Quantenmechanik crash-Kurs: Die kleinsten Einheiten der Materie wie Elektronen und Photonen (einzelne Einheiten des Lichts) Verhalten können, wie die beiden Wellen und Teilchen gleichzeitig. Jede dieser Einheiten ” Eigenschaften sind “quantisiert”, das heißt die Eigenschaften können nur bestimmte Werte zugewiesen. Bevor Sie tatsächlich beobachten, die Eigenschaften, es ist unmöglich zu sagen, was der Wert ist—Sie bekommen nur eine Wahrscheinlichkeit zugeordnet für jede der möglichen Optionen in einer Liste genannt, die Wellenfunktion. Sobald Sie Messen das system, die Wellenfunktion “kollabiert”, und das Gerät übernimmt die Eigenschaften, die Sie beobachten.
Die weird stuff startet, wenn Sie “sich verwickeln” – Teilchen zusammen, so dass Sie in einer Weise interagieren, dass die Partikel müssen beschrieben werden, mit der gleichen Liste von Wahrscheinlichkeiten. Egal wie weit die Partikel trennen, Sie scheinen immer noch zu sein bewusst von einer anderen, so dass die Beobachtung der Eigenschaften eines wird sofort der anderen Teilchen zu übernehmen, die entsprechende Eigenschaft.
Die chinesischen Wissenschaftler verliehen Photonen aus einem laser mit unterschiedlichen polarisationen (die Richtung, die Ihre Wellen Reisen senkrecht auf der photon ‘ s forward motion), indem das Licht durch eine Reihe von Kristall -, Filter und Spiegel. Ihr experiment dann teilt sich der Strahl, behält eines der beiden verschränkten Photonen auf der einen Seite, und geht in die andere ein durch eine zehn Meter lange Röhren mit mehreren Meerwasser-Proben.
Es funktionierte, nach dem Papier, und die Forscher berechnet, dass Sie würde erfolgreich verschränkten Photonen, auch nach Ablauf einer durch die mit Wasser gefüllten Röhre. “Es ermutigt uns, sich in einem mehr erreichbare Kommunikation zu erreichen”, schreiben Sie.
Diese Ergebnisse sind ein proof-of-concept, für sicher, dass—die Partikel immer noch fährt durch ein Rohr und nur über ein paar Meter, eine Entfernung, über die Sie könnten genauso gut verbalisieren die Nachricht laut. Forscher haben bereits an verschränkten Photonen durch den Raum über tausend Kilometer.
Ein Physiker war unsurprised, und ein anderer wurde skepitcal, dass der Forscher würde eine viel längere link, berichtet New Scientist. “Da Meer Wasser Licht absorbiert, erweitern, das wird schwierig”, University of Missouri-computer-science-professor Jeffrey Uhlmann sagte Sie. Aber eine andere Quelle sagte, dass vielleicht U-Boote verwenden konnte, wie ein Kanal sicher kommunizieren.
Aber du wirst nicht wissen, wenn Sie versuchen, nehme ich an.
[Optics Express via New Scientist]