211service.com
Kinesiska fysiker slår avståndsrekord för teleportering
Teleportation är den extraordinära förmågan att överföra objekt från en plats till en annan utan att resa genom det mellanliggande utrymmet.
Tanken är inte att det fysiska föremålet teleporteras utan informationen som beskriver det. Detta kan sedan appliceras på ett liknande objekt på en ny plats som effektivt tar på sig den nya identiteten.
Och det är inte på något sätt science fiction. Fysiker har teleporterat fotoner sedan 1997 och tekniken är nu standard i optiklaboratorier över hela världen.
Fenomenet som gör detta möjligt är känt som kvantentanglement, den djupa och mystiska länken som uppstår när två kvantobjekt delar samma existens och ändå separeras i rymden.
Teleportering visar sig vara extremt användbar. Eftersom teleporterad information inte färdas genom det mellanliggande utrymmet, kan den inte i hemlighet nås av en avlyssnare.
Av den anledningen är teleportering den möjliggörande tekniken bakom kvantkryptografi, ett sätt att skicka information med nära till perfekt sekretess.
Tyvärr är intrasslade fotoner ömtåliga föremål. De kan inte färdas längre än en kilometer eller så nedför optiska fibrer eftersom fotonerna i slutändan interagerar med glaset och bryter sammantrasslingen. Det begränsar kraftigt kvantkryptografins användbarhet.
Men fysiker har haft större framgång med att teleportera fotoner genom atmosfären. 2010 meddelade ett kinesiskt team att de hade teleporterat enstaka fotoner över ett avstånd på 16 kilometer. Behändig men inte direkt omvälvande.
Nu säger samma lag att de har slagit det här rekordet. Juan Yin vid University of Science and Technology i Kina i Shanghai, och ett gäng kompisar säger att de har teleporterat intrasslade fotoner över en sträcka av 97 kilometer över en sjö i Kina.
Det är en imponerande bedrift av flera anledningar. Tricket som de här killarna har fulländat är att hitta ett sätt att använda en 1,3 watts laser och lite snygg optik för att stråla ut ljuset och ta emot det.
Oundvikligen går fotoner bort och intrassling förstörs i en sådan process. Ofullkomligheter i optiken och luftturbulens står för några av dessa förluster men det största problemet är strålbreddningen (de gjorde experimentet på en höjd av cirka 4000 meter). Eftersom strålen sprider sig när den färdas, missar många av fotonerna helt enkelt målet helt.
Så det viktigaste framsteg som dessa killar har gjort är att utveckla en styrmekanism med hjälp av en guidelaser som håller strålen exakt på målet. Som ett resultat kunde de teleportera mer än 1100 fotoner på 4 timmar över ett avstånd på 97 kilometer.
Det är intressant eftersom det är samma kanaldämpning som du skulle behöva klara av när du strålar fotoner till en satellit med, säg, 20 centimeters optik som kretsar omkring 500 kilometer. Den framgångsrika kvantteleporteringen över sådana kanalförluster i kombination med vår högfrekventa och högprecisionsteknik visar på genomförbarheten av satellitbaserad kvantteleportering på ultralång distans, säger Juan och co.
Så dessa killar har tydligt koll på möjligheten till satellitbaserad kvantkryptografi som skulle ge ultrasäker kommunikation runt om i världen. Det står i skarp kontrast till de få kilometer som är möjliga med kommersiell kvantkryptografiutrustning.
Naturligtvis kommer datahastigheterna sannolikt att vara långsamma och den snabbt framväxande teknologin för kvantrepeterare kommer att utöka räckvidden för markbaserad kvantkryptografi så att den åtminstone i princip kan nå världen runt.
Men ett perfekt, satellitbaserat säkerhetssystem kan vara ett användbart kit att ha på taket av en ambassad eller distribueras bland de väpnade styrkorna.
Något för västerländska säkerhetsexperter att tänka på.
Ref: arxiv.org/abs/1205.2024 : Teleportering av oberoende Qubits genom en 97 km lång fritt rymdkanal