iPon Hírek

Kvantumkommunikációs műholdat lőtt fel Kína

Dátum | 2016. 08. 17.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Kína elsőként lőtt fel az űrbe egy olyan műholdat, amelynek célja a kvantumkommunikáció űrbéli tesztelése. A QUESS nevű küldetés keretében a Góbi sivatagból fellőtt műhold a következő két évben azt fogja kipróbálni, hogy lehetséges-e nagy távolságokba kommunikálni kvantumszinten összefonódott részecskék révén. A kvantum-összefonódás lényege, hogy két részecske olyan kapcsolatba kerül egymással, hogy egymástól való távolságuktól függetlenül szorosan összefüggő rendszert alkotnak, amelyben bármelyik alkotóelemre kifejtett hatás azonnali befolyással van a másik elem állapotára is. Az összefonódott párok egymástól való eltávolítása így lehetőséget adhat arra, hogy az egyik tag megváltoztatásával a távol lévő másik tag állapota is módosuljon, gyakorlatilag egyidejű kommunikációt téve lehetővé két távoli pont között, legalábbis ebben reménykednek a kvantumkommunikáció kifejlesztésén dolgozó szakértők. Földi körülmények között azonban egyre nagyobb problémát jelent a párok szétválasztása. Korábbi kísérletek során eddig maximum 300 kilométeres távolságot sikerült megvalósítani összefonódott fotonok között, mivel mind az optikai szálon, mind a légkörön keresztül küldött részecskék esetében gondot jelent a közeg és a környezet. Az optikai szálon való haladás esetében a szóródás a probléma, míg a légköri utazásnál az atmoszférában jelen levő más anyagok akadályozzák a zavartalan kísérletezést. Az űrben viszont elvileg mindkét gond kiküszöbölhető, és ennek első lépését jelenti a mostani küldetés. A QUESS 500 kilométer magas pályán kering majd, és két földi állomással kommunikálva 1200 kilométer távolságú kvantumkommunikációt igyekszik megvalósítani. Ha a kísérlet sikerrel zárul, azt egy nemzetközi együttműködésben megvalósuló projekt fogja követni, amelynek keretében Peking és Bécs között létesítenének egy kvantumcsatornát, amely a továbbiakban Olaszország és Németország felé bővülhetne. A leendő osztrák résztvevők részéről Anton Zeilinger, a Bécsi Egyetem kutatója elmondta, hogy a QUESS rendkívül fontos lépést jelent a kvantuminternet megvalósulása felé. Ezt alátámasztja az is, hogy Kína 2030-ig több hasonló műhold fellövését tervezi, hogy ezek segítségével globális kvantumkommunikációs hálózatot hozzon létre. Ami a mostani kísérletet illeti, a sikeres pályára állást több hosszú tesztsorozat követi, mielőtt megindulhat a tudományos munka. Első körben biztosítani kell például, hogy a jeleket fogó felszíni távcső kellő precizitással követi a műholdat, amely 8 km/s-os sebességgel utazik. Ahogy a kínai szakértők mondják, ez már önmagában is nagy kihívást jelent. A tényleges kísérletezés három hónap múlva kezdődhet meg, ha minden a tervek szerint alakul.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

15. noPublicFG
2016.08.17. 14:17
Ez már valami!

"Ha a kísérlet sikerrel zárul, azt egy nemzetközi együttműködésben megvalósuló projekt fogja követni..."
Jajj! A haszonlesők is beszállnak!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. crowly
2016.08.17. 19:50
"biztosítani kell például, hogy a jeleket fogó felszíni távcső kellő precizitással követi a műholdat"
Erre miért van szükség? Elvileg az egyik vég kap egy "ingert" ami látszik a másik végén, legyen az bárhol a világon.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2016.08.17. 23:43
valószínűleg irányított nem csak úgy megy mindenhova a semmibe akkor(gondolom)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. Renhoek crowl...
2016.08.17. 23:52
Mert ez nem úgy működik, hogy fogsz egy marék fotont, aztán átviszed a világ másik felére, majd egyesével állítgatod. Bármilyen külső zavaró tényezőtől összeomlik a hullámfüggvény, és beáll egy állapotba - ezért teljesen szeparálni kell mindenféle behatástól, mert az már "mérésnek" számít.

http://index.hu/tudomany/2015/09/25/na_de_mi_az_hogy_kvantumteleportalas/

Itt közérthetően leírja , hogy miért kell egy hagyományos csatorna is. Bár kicsit nyakatekert hasonlat. avagy szinkronizálni kell a két rendszert...
A két foton összefonódott állapotba kerül, majd elküldöd a fotont, és ha megtekered az egyiket, akkor a másikon is ugyan az az infó jelenik meg.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. Renhoek
2016.08.17. 23:55
https://ipon.hu/hir/kvantumteleportacio_%E2%80%92_97_kilometerre/20640

Plusz infók
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. ChoSimba Renho...
2016.08.18. 08:34
Igen, itt nem arról van szó, hogy veszel két összefonódott fotont, az egyiket felküldöd majd egymást ráncigálva a párja leutánozza. Nem így működik.

A foton a "kiolvasás" után elnyelődik, nem lehet újra felhasználni.
Ezért folyton újat kell küldeni, folyton meg kell "világítani" a műholdat valami lézerrel, ezért kell a precíz követés.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. ThePoweR
2016.08.18. 13:54
Tehát elküldünk egy fotont egy kábelen valahova. Vegyük most a Peking Bécs távot. Először meg kell várni míg odaér a foton közel fénysebességgel az optikai szálon, utána pedig "kiolvassuk". Mi az előny ha mindig új fotont kell küldeni?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. ChoSimba ThePo...
2016.08.18. 14:09
Ha még azelőtt küldöd el, hogy nálad lenne az információ és akkor ér oda, amikor küldeni akarsz valamit, akkor az átküldést azonnali, késedelem nélküli.
Az utazó foton csatolt párját ami itt van, tárolni kell a felhasználásig.
Ez az egyik nehézség, ugyanis még nincs "mélyhűtő" fotonoknak

Ehhez tulajdonképpen nem kell foton, működhetne kvantum összefonódott teknősökkel is.
Amikor a teknős odaér Pekingbe 2500 év múlva , akkor előveszed a fagyasztóból az itthon maradt párját és módosítasz az állapotán. A Pekingben lévő párján pedig instant létrejön ez a módosulás, arra nem kell 2500 évet várni.
Ha van egy folyamatos teknős futószalagod Pekingbe, akkor csak 1x kell kivárni a 2500 évet, utána már megy az instant adatküldés.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. ThePoweR ChoSi...
2016.08.18. 14:16
Még mindig nem értem.
Olyan elképzelésem van hogy:
Fogunk jó pár darab "fagyasztott" fotont amik párban vannak. Egyik felét elküldjük valahova. Mondjuk 4-5 fényévnyire. Mikor odaér, lő egy képet majd megváltoztatja a fotonok állapotát amit mi itt a földön is látunk azonnal és így nem kell várni 4-5 évet míg visszasugározódik a kép.

Szerk: Akkor jól értettem.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. Renhoek
2016.08.18. 16:14
Nem... ennél még egy fokkal bonyolultabb... nem csak arra kell a klasszikus speed of light csatorna, hogy elküldjük a két összefonódott fotont a két pontra... eleinte én is azt hittem, de nem:

Quantum teleportation

1. An EPR pair is generated, one qubit sent to location A, the other to B.
(...) (ez itt EPR beam, egy lézer ami kibocsájtja a két fotont)
3. Using the classical channel, the two bits are sent from A to B. (This is the only potentially time-consuming step after step 1, due to speed-of-light considerations.)

ott az ábra.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. Renhoek
2016.08.18. 16:50


Itt érthető meg a legjobban. Hilbert tér és funkcionál analízis nélkül Jelenleg nincs olyan magyar írás ami elmagyarázná miért kell klasszikus csatorna is Alice és Bob között.

Alice-nak van egy sárgája, Csárlinak (EPR) egy A-B összefonódott kék fotonja. . Csárli elküldi Alisznak és Bobnak is a kékeit, Bob elraktározza egy kristályban... és itt jön a lényeg, Alice ütközteti a kék és a sárga fotonját, tehát "megméri" az eseményt - a fotonok annihilálódnak... és ekkor jön a magic, Bob fotonjának, aminek eddig határozatlan volt az állapota, összeomlik a hullámfüggvénye, és beáll pontosan abba az állapotba ami Alice-nál van.
...Viszont Bob nem tudja, hogy ez az esemény megtörtént, ezért, Alice optic fiberen klasszikus csatornán keresztül küld infókat erről Bobnak, így Bob értesül, hogy kékről sárgára változott a foton állapota.



 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. Renhoek
2016.08.18. 17:09
"When Alice measures the state of her photon, Bob's photon changes state as well, as if flipping a switch," Marsili said. "But Bob cannot know how the switch flipped unless Alice sends him the bits of information classically." Bob does not know that his photon has changed to yellow without that additional information.


Amit nem teljesen értek az a vége Bobnál. Szerintem a klasszikus channel két bitje, avagy két light pulse csak annyi, hogy két bit kell egy "jelzéshez". Mert 4 állapot lehet a matekja szerint, 00,01,10,11. Tulképp akkor klasszikusan is el kell küldeni hogy "Sárga"... mivel az állapot teleportációt nem lehet módosítani, ezért a csatorna feltörhetetlen. Nem tudja "Kék"-re változtatni egy hekker útközben az infót.

Na leálltam de azért ez totál nem az, amit eredetileg hisznek sokan, hogy realtime kommunikálhatsz tér-időn keresztül. Ha úgy lenne, hogy egy űrhajóra felpakolsz 1 trillió fotont, a másikfelét meg ittartod a Földön, akkor lehetne valós időben kommunikálni. Csakhogy ez nem igaz, mert kell még egy klasszikus fénycsatorna is. Mivel nem tudod az űrhajóban, hogy most épp megváltoztatták a Földön az egyik fotont. Ha jól értem, a rekonstrukcióhoz a teljes infót el kell küldeni, nem csak jelzést, hogy "Hahó Bob, meglöktem egy fotont, nézzél már rá".... hanem "Hahó, Bob, sárgára változtattam, ugye nálad is sárga?"
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. ThePoweR Renho...
2016.08.18. 22:28
Akkor a nagyobb biztonságon kívül nem sok értelme van. Nem mintha a biztonság nem lenne fontos, de nem fogja leváltani a jelenlegi kommunikációs módszereket.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Renhoek ThePo...
2016.08.18. 22:44
Biztos nem fogja, mivel nagyon bonyolult megoldani.

Tényleg az a probléma, hogyha a foton bármivel kölcsönhatásba lép, akkor összeomlik a hullámfüggvénye, pl az üvegszál falával akár, és akkor dobható is ki.

Itt a lényeg tényleg csak a biztonságon van, hiszen semmiféle módszer nem létezik arra, hogy egy összefonódott pár kvantumállapotát megváltoztassa valaki a két tulajdonoson kívül.

Lényegében baromi érdekes a jelenség, senki nem tudja mi történik. Az információ áramlása sem szegheti meg a fénysebesség határát, tehát elképzelhető, hogy a két foton egy miniatűr féregjárattal van összekötve, amit bármeddig eltávolíthatsz.

Itt leírja amúgy, hogy miért "spooky" kicsit a QM... valóban teljesen paradoxnak és lehetetlennek tűnik az egész, viszont a matek mögötte stabilan kijön.

https://en.wikipedia.org/wiki/No-communication_theorem

Ezt érdemes még elolvasni.

"The question is: is there any action that Alice can perform that would be detectable by Bob? The theorem replies 'no'."
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. ny
2016.08.21. 21:59
A cikkből kimaradt, hogy ez nem gyorsabb lesz, hanem biztonságos(abb). (rákeresve többen, többször is "lehallgattak" mindenféle csatornát.)

BTW kb 30 éve tök lényegtelen a csatorna védelme.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!