Представьте, что вы мгновенно передаете информацию из Москвы в Берлин, причем так, что её невозможно перехватить. Звучит как сюжет фантастического фильма? Однако китайские физики уже сделали это реальностью, причем на ещё большем расстоянии. В 2017 году команда ученых под руководством профессора Пань Цзянь-Вэя совершила прорыв, который изменил представление о границах возможного в квантовой физике. Эксперимент с использованием спутника Micius (названного в честь древнекитайского философа Мо-Цзы) побил все существующие рекорды квантовой запутанности и телепортации. Это не научная фантастика и не магия, а реальная физика, которая уже работает. И самое интересное, что этот прорыв открывает путь к созданию квантового интернета, который изменит мир связи навсегда.
Что такое квантовая телепортация на самом деле
Начнем с главного: квантовая телепортация не означает, что мы можем переместить человека или предмет из одной точки в другую, как в "Звездном пути". Речь идет о передаче квантового состояния частицы, точнее — информации о её свойствах. Это явление основано на квантовой запутанности, когда две частицы (обычно фотоны) связаны таким образом, что изменение состояния одной мгновенно влияет на другую, независимо от расстояния между ними.
Альберт Эйнштейн называл это "жутким дальнодействием" и не мог принять такую идею. Но эксперименты последних десятилетий доказали: квантовая запутанность реальна и работает именно так, как предсказывала квантовая механика.
До недавнего времени проблема заключалась в том, что передать запутанные фотоны на большие расстояния было практически невозможно. Каждый метр оптоволокна или атмосферы поглощает и рассеивает свет, а запутанные фотоны крайне чувствительны к любым помехам. Если фотон взаимодействует с чем-то на своем пути, запутанность мгновенно разрушается. Поэтому предыдущие рекорды не превышали 100 километров, а чаще всего составляли десятки километров.
Китайский прорыв: 1200 километров за одно касание
В августе 2016 года Китай запустил на орбиту спутник Micius, который стал первым в мире квантовым спутником связи. Аппарат весом около полутонны вышел на орбиту высотой около 500 километров над Землей. Его задачей было создание запутанных фотонов и их передача на наземные станции.
В июне 2017 года команда профессора Паня опубликовала в престижном научном журнале Science результаты, которые потрясли научное сообщество. С помощью спутника Micius физикам удалось распределить запутанные фотоны между двумя наземными обсерваториями, находящимися на расстоянии 1203 километра друг от друга. Одна станция располагалась в городе Дэлинха в Тибете, вторая — в Линцзяне в провинции Юньнань. Обе находились высоко в горах, что минимизировало потери при прохождении фотонов через атмосферу.
Это достижение превзошло предыдущий рекорд в 12 раз. Для понимания масштаба: расстояние от спутника до наземных станций составляло от 500 до 1700 километров по прямой. Система работала следующим образом: на борту спутника установили источник запутанных фотонов на основе специального кристалла. В нем происходило спонтанное параметрическое рассеяние, когда один фотон высокой энергии превращался в пару фотонов с меньшей энергией, но связанных квантовой запутанностью.
После создания пары фотоны разделялись и отправлялись на разные наземные станции. Самое удивительное: даже после преодоления сотен километров космического пространства и атмосферы фотоны сохраняли квантовую связь. Ученым удалось зафиксировать более 1000 событий, когда оба фотона запутанной пары достигали детекторов. Это примерно одно успешное событие на шесть миллионов отправленных пар — кажется немного, но для квантовой физики это впечатляющий результат.
Почему это успех
Успех китайского эксперимента открыл дверь в новую эру коммуникаций. Квантовая связь обещает абсолютную защищенность передачи данных. Дело в том, что любая попытка перехватить или подслушать квантовый канал мгновенно разрушает запутанность и становится заметной для обеих сторон. Это делает квантовое шифрование теоретически взломостойким.
На Земле передача запутанных фотонов через оптоволокно на расстояние в 600 километров в каждую сторону означала бы, что оба фотона достигали бы детекторов с частотой примерно раз в миллион лет. Спутниковая система решает эту проблему, так как большая часть пути проходит в вакууме космоса, где нет потерь от рассеяния. Основные потери происходят только в нижних 10 километрах атмосферы.
Что дальше: квантовый интернет уже близко
После успеха спутника Micius Китай не остановился. В 2024 году страна запустила малый спутник "Цзинань-1" весом всего 23 килограмма — в 10 раз легче предшественника. Этот аппарат установил новый рекорд, соединив квантово защищенной связью наземные станции в Китае и Южной Африке на расстоянии свыше 12 900 километров. Результаты были опубликованы в Nature в начале 2025 года.
Параллельно развиваются и наземные технологии. Китайские ученые в 2025 году создали полностью замкнутый канал квантовой прямой связи на расстояние 300 километров с сохранением квантовых состояний выше 85%. Американские исследователи показали возможность квантовой телепортации по действующему интернет-кабелю на 30 километров, где одновременно передавался обычный трафик.
Немецкие физики из Штутгарта в ноябре 2025 года впервые телепортировали квантовую информацию между разными типами источников — квантовыми точками, используя 10-метровое оптоволокно через центр города. Хотя расстояние невелико, это важный шаг к созданию гибридных квантовых сетей.
Будущее уже здесь
Технологии квантовых коммуникаций стремительно превращаются из лабораторных экспериментов в практические системы. Китай уже строит национальную квантовую сеть, соединяющую крупнейшие города страны. Европа, США, Япония и Южная Корея инвестируют миллиарды в разработку собственных квантовых систем связи.
Через 10-15 лет квантовый интернет может стать реальностью. Банки смогут передавать финансовые данные с абсолютной защитой, правительства — обмениваться секретной информацией без риска перехвата, а обычные пользователи получат новый уровень приватности в сети.
Эксперимент китайских физиков с 1200 километрами квантовой запутанности показал: то, что вчера казалось невозможным, сегодня работает. А завтра станет обыденностью. Квантовая революция в коммуникациях уже началась, и остановить её невозможно.
Вопрос вам
Верите ли вы, что когда-нибудь телепортация материальных объектов (не только квантовых состояний) станет возможной?
Пишите в комментариях ответы. Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новые материалы о прорывах в науке и технике.