Група фізиків під керівництвом Пауло Віллоресі (Paolo Villoresi) з Падуанського університету в Італії створила аналог моделі кота Шредінгера з фотонів, запущених в космос. Цим вчені довели можливість використання супутників для передачі зашифрованих повідомлень на основі квантової механіки. Стаття опублікована в журналі Physical Review Letters.

Інтерференція – це фізичне явище, яке відбувається при накладенні одна на одну декількох хвиль. У випадку зі світлом ці хвилі є електромагнітними, і їх інтерференція призводить до перерозподілу інтенсивності світла. Так як світло поширюється за допомогою елементарних частинок – фотонів, то інтерференція, іншими словами, призводить до посилення або зменшення ймовірності того, що фотон виявиться в певному просторі в певний час. При цьому фотон здатний інтерферирувати сам з собою, мовби розпадаючись на два окремих взаємодіючих один з одним стана.

Інтерференцію фотонів раніше спостерігали в лабораторних умовах, проте, за словами авторів опублікованої статті, квантові явища справедливі для тих умов, в яких вони були експериментально підтверджені. Тому завдання фізиків полягало в тому, щоб спостерігати квантову інтерференцію фотонів на величезних відстанях, що раніше не використовувалися в дослідженнях. Для цього фізики послали пучок світла з телескопа, розташованого в обсерваторії лазерної телеметрії в Матері (MLRO), до орбітального супутника, забезпеченого відбивачами.

Для створення квантової інтерференції вчені розділили фотони на дві частини, кожна з яких є свого роду альтернативним станом існування фотона. Відомою моделлю одночасного існування двох станів є кіт Шредінгера, що представляє собою суперпозицію – змішання стану живого і мертвого кота в один і той же час. У разі експерименту фотон був суперпозицією двох «пакетів» – альтернативних фотонів, що проходили через складну оптичну установку з запізненням в мільярдні частки секунди.

Фотонні пакети відскочили від відбивача супутника і повернулися назад в оптичну систему обсерваторії, де вчені могли спостерігати за квантової інтерференцією. Загальна відстань пробігу фотонів склала безпрецедентні п’яти тисяч кілометрів. Через відносну швидкость супутника в інтерференційній картині виникали зміни, які підтверджували теоретичні розрахунки.

Вчені вважають, що їх робота доводить можливість технології квантової криптографії з використанням супутників, яка дозволить відправляти через космічні канали ключі шифрування для кодування секретної інформації.

Нагадаємо, що Китай в липні запустить перший супутник для експерименту з квантової телепортації

Написати коментар


*