Teleportace „větších“ objektů pokročila

11. prosinec 2012
Světlo, ilustrační foto

Čínští vědci udělali první kroky pro přenesení metody tzv. kvantové teleportace do makroskopického, tedy nekvantového světa. Podařilo se jim totiž v laboratoři nastolit kvantovou identitu dvou shluků atomů, tyto shluky měřily asi 1 mm.

Co je kvantová teleportace?

Fyzikové dosud zvládali kvantovou teleportaci jen mezi fotonem a fotonem nebo mezi dvěma ionty. A co to vlastně je ona kvantová teleportace? Představu máme např. ze seriálu Star Trek, ale k teleportaci objektů běžně používané ve vědecko-fantastických příbězích má realita ještě velmi daleko. Zatím jde spíš o okamžitý „přenos” informace, která vyjadřuje úplný stav určité elementární částice.

Tento přenos je možný díky určité exotické vlastnosti malých objektů, které se chovají podle zákonů kvantové fyziky. Této vlastnosti se říká kvantové zapletení. V jisté situaci jsou totiž dvě vzdálené elementární částice spojeny jakýmsi neviditelným poutem. Když se změní vlastnosti jedné, okamžitě se změní i vlastnosti druhé částice. V prostoru mezi částicemi se přitom nic během pokusu nezmění. Vlastně tedy nejde o vyslání reálného signálu, to by byl normální příčinný jev. Jenže přenos vlastnosti částice je v mikrosvětě prakticky totéž, jako kdyby byla přenesena samotná částice fyzicky. Dvě částice stejného druhu se stejnými fyzikálními parametry totiž v kvantovém světě nelze rozlišit. Hlavní význam kvantové teleportace ale tkví jinde než v kopírování vlastností hmoty. Spočívá v oblasti bezpečné a nerušené komunikace a kryptografie, např. mezi povrchem Země a satelitem v kosmu.

Teleportace vlastností 100 milionů atomů

Čínským vědcům se povedlo najednou „kvantově teleportovat” vlastnosti dvou shluků atomů rubidia, které měřily 1 mm, nastolili jejich úplnou kvantovou identitu. Šlo zde konkrétně o jejich kolektivní vybuzený stav, který obsahuje jen jeden kvantový bit informace. Každý shluk přitom obsahoval asi 100 milionů atomů. Tyto dva objekty s rozměry pro nás už v podstatě běžnými byly od sebe vzdáleny asi 150 metrů a teleportace mezi nimi proběhla díky působení kvantově zapletených fotonů přes optické vlákno. Odborníci se domnívají, že tento pokrok má velký význam pro budoucí tzv. kvantový internet, v němž bude probíhat maximálně zabezpečená komunikace. Každý případný pokus o odposlouchávání totiž bude okamžitě odhalen, protože se projeví na komunikaci samotné.

Hlavním problémem těchto pokusů je dnes ovšem fakt, že kvantové stavy částic hmoty, se kterými vědci pracují, jsou zatím krajně nestabilní – trvají jen stovky mikrosekund – a jsou proto v praxi zatím nepoužitelné. Při zvýšení jejich stability a trvanlivosti by bylo možno vytvořit celý řetěz kvantových teleportací. Vlastně tedy obdobu sítě spolupracujících internetových routerů.

Zdroje: Popular Science, PhysOrg, MIT Technology Review

Spustit audio
autor: Pavel Vachtl