A física quântica, abre novos horizontes

  Quinta-feira, setembro 6, 2012

Quantum experimento de teletransporte abre novos horizontes. Crédito: Copyright: IQOQI / Vienna

 

  Físicos da Universidade de Viena e da Academia Austríaca de Ciências têm conseguido teletransporte quântico a uma distância recorde de 143 km. O experimento é um passo importante neste sentido com base em satélite de comunicação quântica. Os resultados foram agora publicar ed na "Nature" (Advance publicação Online / AOP).

Uma equipe internacional liderada pelo físico austríaco Anton Zeilinger foi transmitida com sucesso estados quânticos entre as duas ilhas Canárias de La Palma e Tenerife, a uma distância de 143 km. O recorde anterior, estabelecido por pesquisadores na China poucos meses atrás, era de 97 km.

  Quebrar o recorde de distância não era o objetivo dos cientistas primário embora. Esta experiência fornece a base para uma rede mundial de informação, em que os efeitos da mecânica quântica permitir a troca de mensagens com maior segurança, e permitir que determinados cálculos a ser realizado de forma mais eficiente do que com a tecnologia convencional. Em tal "internet quântica" um futuro, teletransporte quântico será um protocolo de chave para a transmissão de informações entre computadores quânticos.

Em um experimento de teletransporte quântico, os estados quânticos - mas não importa - são trocados entre duas partes ao longo de distâncias que podem ser, em princípio, arbitrariamente longo. O processo funciona mesmo se a localização do receptor não é conhecida. Essa troca pode ser usado tanto para a transmissão de mensagens, ou como uma operação em futuros computadores quânticos. Nestas aplicações, os fotões que codificam os estados quânticos têm que ser transportados ao longo de distâncias longas fiavelmente, sem comprometer o estado quântico frágil. O experimento dos físicos austríacos, em que eles já criaram uma conexão quantum adequado para o teletransporte quântico em distâncias de mais de 100 km, abre novos horizontes.

" Xiao-Song Ma, um dos cientistas envolvidos na experiência, diz: "A realização do teletransporte quântico a uma distância de 143 km tem sido um grande desafio tecnológico."Os fótons tiveram de ser enviados diretamente através da atmosfera turbulenta entre as duas ilhas.O uso de fibras ópticas não é adequado para as experiências de teletransporte a tão grandes distâncias, como a perda de sinal seria demasiado intensa.Para atingir seu objetivo, os cientistas tiveram que implementar uma série de inovações técnicas.O apoio veio de um grupo de teoria no Instituto Max Planck de Óptica Quântica em Garching (Alemanha) e um grupo experimental na Universidade de Waterloo (Canadá). Ma também disse que "Um passo importante para o nosso sucesso foi o teletransporte de um método conhecido como" ativo feed-forward ", que temos usado pela primeira vez em um experimento de longa distância. Ele nos ajudou a dobrar a taxa de transferência". Em um protocolo de feed-forward ativa, os dados convencionais é enviado juntamente com a informação quântica, permitindo que o receptor para decifrar o sinal transferido com maior eficiência.

  "Nossa experiência mostra como as tecnologias quânticas" maduras são hoje, e como eles podem ser úteis para aplicações práticas ", diz Anton Zeilinger.  "O próximo passo é baseado em satélites de teletransporte quântico, que deverá permitir a comunicação quântica em uma escala global. Temos agora um passo importante nessa direção e vai usar o nosso know-how de uma cooperação internacional, que envolve os nossos colegas na China Academia de Ciências. O objetivo é lançar um "quantum missão de satélite".

" Rupert Ursin, que vem trabalhando com Zeilinger em experimentos de longa distância desde 2002, acrescenta: "Nossos últimos resultados são muito encorajadores, com vista a futuras experiências em que nós tanto sinais de câmbio entre a Terra e os satélites ou enviar mensagens a partir de um satélite para outro . "Satélites na mosca 'órbita baixa da Terra "entre 200 e 1200 km acima da superfície da Terra. " (A Estação Espacial Internacional, por exemplo, as órbitas a uma altitude de cerca de 400 km.) "No caminho através da atmosfera de La Palma para Tenerife, nossos sinais têm sido atenuados por um fator de cerca de mil. Entanto, conseguimos realizar um experimento de teletransporte quântico. Nos experimentos baseados em satélite, as distâncias a serem percorridas são maiores, mas o sinal vai ter que passar por menos atmosfera. Agora criamos uma base sólida para tais experiências. "

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Universidade de Viena: http://www.univie.ac.at/en/