Kinų fizikai beveik 100 km atstumu teleportavo 1,1 tūkst. fotonų

Teleportacija – ypatingas procesas, kurio metu objektas perkeliamas iš vienos vietos į kitą tą pačią akimirką, išvengiant jo kelionės erdvėlaikiu. Tiesa, tiksliau teleportacijos idėją reikėtų apibūdinti taip: tai yra ne fizinio objekto, o jį aprašančios informacijos perkėlimas. Informacija gali būti suteikta kitoje vietoje esančiam analogiškam objektui, kuris po teleportacijos procesų įgyja naujų, teleportuotam objektui būdingų savybių.

Tai – seniai nebe mokslinė fantastika. Fotonus fizikai teleportuoja jau nuo 1997 m. Teleportacijos technika pasaulio laboratorijose – toli gražu ne retenybė. Teleportacija tampa įmanoma dėl reiškinio, kuris vadinamas kvantiniu susietumu (angl. – „quantum entanglement“). Tai yra ne kas kita, o ypatingas ryšys, atsirandantis tuomet, kai du kvantiniai objektai egzistuoja vienu metu, tačiau yra atskirti vienas nuo kito erdvėje.

Teleportacija – itin efektyvus dalykas. Kadangi teleportuota informacija iš principo erdve nekeliauja, ji negali būti perimta ar slapta „nuskaityta“. Todėl manoma, jog teleportacija – dar ir kone tobula saugaus informacijos perdavimo priemonė.

Deja, susieti fotonai yra gana trapus dalykas. Tokios būsenos nukeliauti šviesolaidžiu jie gali ne daugiau kaip maždaug kilometrą – tuomet fotonai nustoja sąveikauti su stiklu ir susietumo nebelieka. Tai gerokai riboja kvantinės kriptografijos perspektyvas.

Vis dėlto fizikai yra pasiekę tam tikrų rekordų, fotonus teleportuodami atmosfera. 2010 m. kinų tyrėjai paskelbė, jog jiems pavienius fotonus pavyko teleportuoti 16 km atstumu. Jau šis tas, tačiau, žinoma, vertinant Žemės masteliu – smulkmė.

Ta pati tyrėjų grupė savo rekordą tik ką pagerino. Mokslo ir technologijų universiteto Šanchajuje (Kinija) fizikas Juan Yin su grupe kolegų tvirtina susietus fotonus teleportavę 97 km atstumu – per vieną iš Kinijos ežerų. Sėkmingą eksperimentą tyrėjų kolektyvas įvykdė naudodami 1.3 vato lazerį ir įmantrią optinę sistemą.

Tokio proceso metu fotonai neišvengiamai „išklysta iš kelio“, o jų susietumo tokiu atveju nelieka. Iš dalies tai sąlygoja optinių sistemų trūkumai ir oro turbulencija. Tačiau esminis trukdis – lazerio spindulio platėjimas (reikia atkreipti dėmesį, jog kinų fizikai eksperimentą atliko maždaug 4 tūkst. metrų aukštyje virš jūros lygio). Kadangi lazerio spindulio koncentracija išsisklaido, daug fotonų tiesiog nepasiekia vietos, į kurią jie buvo išsiųsti.

Svarbiausias tyrėjų pasiekimas – jie išvystė spindulio apimties kontrolės mechanizmą, kuris garantuoja, jog fotonai pasieks tiksliai tą vietą, į kurią jie buvo siunčiami. Rezultatas – tyrėjams per 4 valandas pavyko teleportuoti 1 100 fotonų. Teleportacijos atstumas – rekordinis: 97 km.

Rezultatas išties vertas dėmesio, rašo „Technology Review". Vis tik tai nebe keletas ar keliolika kilometrų. Padidinus atstumą iki kelių šimtų kilometrų, duomenis teleportacijos būdu būtų galima siųsti per orbitinius palydovus. Kitaip tariant, tai būtų ne kas kita, kaip itin saugus palydovinis ryšys.