Ученые телепортировали миллиард атомов

Научный прогресс, который воплотил в жизнь многие идеи, еще несколько десятилетий назад существовавшие лишь в романах о будущем, сделал еще один шаг к невозможному. Европейские ученые еще раз доказали в лабораторных условиях, что телепортация, не столь давно волновавшая исключительно писателей-фантастов, возможна. Конечно, до передачи на расстояние больших предметов или хотя бы маленького человека пока далеко, но "переправлять" атомы исследователи научились.

Слово "переправлять" взято в кавычки потому, что, говоря об опыте телепортации, который был осуществлен командой физиков из институтов Нильса Бора (Дания) и Макса Планка (Германия), авторы эксперимента имеют в виду не перенесение из одной точки в другую самого атома. Речь идет о передаче свойств от атома к атому, или, говоря научным языком, "передаче квантовой информации макроскопическому объему вещества на заметные расстояния".

"Квантовая информация отличается от классической в том смысле, что она не может быть измерена, – объясняет руководитель проекта доктор Евген Ползик. – Телепортация же осуществляется за счет разделения классической и квантовой составляющих и отдельной передачи обеих компонент. Это явление основывается на законе, открытом еще в 1935 году. Тогда Альберт Эйнштейн выяснил, что две частицы, испытывающие воздействие источника света одинаковой частоты, становятся физическими близнецами, то есть изменения свойств одной вызывает аналогичные преобразования у второй. А скорость возможного при этом обмена информации ограничивается лишь скоростью света".

Основываясь на этом открытии, в 1998 г. физики впервые осуществили квантовую телепортацию поляризационного состояния фотона, в 2004 г. – провели успешный эксперимент по передаче квантового состояния атома и переправили фотоны через Дунай, а месяц назад произвели телепортацию комбинированного квантового состояния двух фотонов. Опыт датско-германской группы исследователей уникален тем, что им первым удалось воплотить в жизнь обмен состояниями между фотонами и атомами, то есть между светом и веществом.

Точное описание эксперимента опубликовано в журнале Nature, и для человека, не искушенного в квантовой физике, является непостижимой цепочкой сложных действий. Не вдаваясь в подробности, его можно описать следующим образом. Поместив стеклянный сосуд с цезием в газообразном состоянии в сильное магнитное поле, исследователи облучили его лазером, в результате чего часть атомов цезия приобрела квантовые свойства фотонов, а фотоны – свойства атомов цезия. При этом изменения фазы и поляризация фотонов отражались на состоянии атомов в колбе.

Согласно подсчетам, передача квантовой информации была осуществлена с высокой степенью достоверности. Иными словами, с помощью лазерного луча были впервые телепортированы сразу несколько миллиардов атомов на значительное расстояние – полметра. "Это – действительно настоящая телепортация информации от одного участка к другому", – восторгается результатами доктор Ползик. По его словам, этот "эксперимент открывает новые горизонты для квантовой телепортации и ее применений", в первую очередь, на ниве создания квантовых компьютеров.