Несмотря на то, что явление квантовой телепортации изучается уже довольно давно, у людей, далёких от науки, зачастую имеется неверное понимание того, что же это такое. Попробую развеять некоторые мифы, связанные с этой частью науки.
Миф 1: Квантово телепортировать можно любой объект.
На самом деле, при квантовой телепортации мгновенно передаются не сами объекты, а информация, записанная на них при помощи квантовых состояний. Таким состоянием, например, может быть поляризация фотонов. Фотон может иметь одну из двух различных поляризаций: например, горизонтальную и вертикальную. Их можно использовать как биты: скажем, 0 будет соответствовать горизонтальной поляризации, а 1 — вертикальной. Тогда передача состояния одного фотона другому обеспечит и передачу записанной информации.
В случае квантовой телепортации передача данных происходит следующим образом. Вначале создаётся пара так называемых квантово сцепленных фотонов. Это означает, что их состояния оказываются в некотором смысле связанными: если у одного при измерении поляризация окажется горизонтальной, то у другого всегда будет вертикальной и наоборот, при чём и тот, и другой вариант возникают с одинаковой вероятностью и совершенно случайным образом. Затем эти фотоны разносятся: один остаётся у источника сообщения, а другой уносится к его приёмнику.
Когда источник хочет передать своё сообщение, он связывает свой фотон с ещё одним фотоном, состояние (то есть поляризация) которого точно известно, а затем производит измерение поляризации обоих своих фотонов. В этот момент согласованным образом меняется состояние и фотона, находящегося у приёмника. Приёмник измеряет его поляризацию и узнаёт по другим каналам связи результаты измерений фотонов источника, и по этим данным однозначно устанавливает, какой бит информации был передан.
Миф 2: С помощью квантовой телепортации можно передавать информацию со скоростью выше скорости света.
По современным представлениям передача состояния между сцепленными фотонами происходит мгновенно, таким образом, может возникнуть ощущение, что и информация передаётся мгновенно. Это, однако, не так, поскольку хотя состояние и было передано, прочитать его и расшифровать послание, можно только после передачи дополнительной информации о том, каковы же поляризации двух фотонов, находящихся у источника. Эта дополнительная информация передаётся по классическим каналам связи и скорость её передачи превышать скорость света не может. Такое ограничение возникает из-за того, что результаты измерений в квантовом мире абсолютно случайны.
Миф 3: Получается, что квантовая телепортация совершенно неинтересна.
Конечно, на практике оказывается, что процесс квантовой телепортации, возможно, не такой захватывающий, как это может показаться по его названию, однако и он имеет важное практическое применение. В первую очередь, это безопасная передача данных. Всегда можно перехватить сообщение, посланное по классическим каналам связи, однако воспользоваться им сможет только тот, у кого находится второй сцепленный фотон. Все остальные прочитать сообщение просто не смогут. Это уже используется в устройствах квантовой криптографии в некоторых финансовых организациях, хотя до повсеместного внедрения ещё далеко.
Читайте также
В квантовом мире разоблачить невежество сложнее, чем в классическом
«Жуткое действие на расстоянии» распространяется со скоростью на четыре порядка выше скорости света
Телепортация энергии? Квантовый вакуум всё стерпит
Учёные утверждают, что впервые измерили квантовые флуктуации напрямую
Физики подтвердили существование «неклассических» траекторий в эксперименте с тремя щелями
