Som vanlig, merkelig art for rare fysikk (Bilde: JaredZammit/Flickr)
Kvantemekanikken kan tvinge deg til å tenke litt vill ting om hvordan Universet fungerer, men det har noen ekte programmer. En av teorien viktigste quirks gir mulighet for en spesiell type av quantum link, en som kan sende utrolig sikre meldinger eller overføre data, for quantum computing. Tester av disse linkene finnes på Jorden og i verdensrommet, og nå, under vann.
Kinesiske forskere har allerede satt opp denne quantum koblingen mellom bakken og en satellitt, og til og med “quantum teleportert” en partikkel (som er egentlig ikke teleportering). Gitt betydningen av undersjøiske kommunikasjon som fiber optikk som brukes til å overføre telefon-og internett-data, ett lag rapporterer at de nå har utført den avgjørende testen som kreves for å sette opp en undersjøisk quantum link uten noen kabler.
Resultatene er super foreløpig, men “bekreft at det er mulig med en sjøvann quantum kanal, representerer de første skritt mot undervanns quantum kommunikasjon,” forskerne skriver i en studie publisert denne måneden i tidsskriftet Optikk Express.
Om det noensinne vil bli et program for slik en undersjøisk link gjenstår å se. Men hvis forskerne lykkes i den vanskelige utfordringen med å utvide den siste ti meter de testet det, kan det bety en ny måte å sende quantum-krypterte meldinger mellom ubåter eller sende data fra kvante-datamaskiner mellom steder atskilt med vann.
Her er din raske quantum mechanics krasj-kurs: De minste enheter av saken som elektroner og fotoner (enkelte enhetene av lys) kan oppføre seg som både bølger og partikler på samme tid. Hver av disse enhetene’ egenskaper er “quantized”, som betyr egenskaper kan bare ta på visse tilordnet verdier. Før du faktisk observere egenskapene, er det umulig å si hva verdien er—du får bare en sannsynlighet som er tilordnet til hver av de mulige valg i en liste kalt wavefunction. Når du måle systemet, wavefunction “kollapser”, og enheten forutsetter egenskapene du observerer.
Den rare ting spark i når du “komplisere” partikler sammen, noe som gjør dem til å samhandle på en slik måte at partiklene må beskrives ved hjelp av den samme listen av sannsynligheter. Uansett hvor langt fra hverandre partikler separat, er de fortsatt synes å være klar over at en annen, slik som å observere egenskapene til en umiddelbart fører til den andre partikkelen å anta tilsvarende eiendel.
Den Kinesiske forskere skjenket fotoner fra en laser med forskjellige polarizations (retning sine bølger reise loddrett til fotonet er bevegelse forover) ved å sende lys gjennom en serie av krystall, filtre, og speil. Deres eksperiment deretter deler bredde, holder den ene av de to fanget fotoner på den ene siden, og passerer den andre gjennom en ti-fots lange rør som inneholder ett av flere sjøvann prøver.
Det fungerte, i henhold til papiret, og forskerne beregnet at de vil lykkes med blandet fotoner, selv etter å ha passert en gjennom vannfylt rør. “Det oppmuntrer oss til å se inn i en lengre oppnåelig kommunikasjon,” skriver de.
Disse resultatene er et proof-of-concept, for at—partikkelen fortsatt reiser gjennom et rør og bare over et par meter, en avstand som du kan like godt bare verbalisere meldingen høyt. Forskere har allerede fanget fotoner gjennom verdensrommet over tusen kilometer.
En fysiker var unsurprised, og en annen var skepitcal at forskerne ville sette opp en mye lengre link, rapporter New Scientist. “Fordi havet vann absorberer lys, utvide dette kommer til å bli vanskelig,” University of Missouri computer science professor Jeffrey Uhlmann fortalte dem. Men en annen kilde sier at kanskje ubåter kunne bruke en slik kanal for å kommunisere sikkert.
Men du vil ikke vite med mindre du prøver, antar jeg.
[Optikk Express via New Scientist]