Астрофорум

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » Астрофорум » Прочее » Запутанные во времени фотоны


Запутанные во времени фотоны

Сообщений 1 страница 10 из 42

1

Физики запутали на квантовом уровне фотоны, существовавшие в разные моменты времени

http://sa.uploads.ru/lDRPa.jpg

Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме (Hebrew University of Jerusalem) преуспели в том, чтобы связать явлением квантовой запутанности фотоны, которые существовали в различные моменты времени, абсолютно не пересекавшиеся друг с другом. В работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, ученые объясняют, что проведенный ими эксперимент подтверждает нематериальную природу явления квантовой запутанности, которая была описана в прошлом году учеными из университета Эрлангена-Нюрнберга (University of Erlangen- Nuremberg).

Идея запутывания фотонов, никогда не пересекавшихся во времени, выглядит крайне парадоксально и невозможно. Но команда германских физиков во главе с Йоахимом фон Цантиром (Joachim von Zanthier) в прошлом году теоретически обосновала возможность создания такого вида квантовой запутанности, а теперь команда из Израиля, во главе с Хагаем Айзенбергом (Hagai Eisenberg), доказала на практике возможность создания этого явления.

Напомним, что квантовая запутанность - это особое состояние двух квантовых частиц, когда воздействие, оказываемое на одну из частиц, оказывает влияние и на вторую частицу, независимо от разделяющего их расстояния, каким большим бы оно ни было. Все исследования и опыты, проводимые в предыдущие времена, подразумевали то, что запутанные на квантовом уровне частицы всегда должны существовать в один и тот же момент времени. А эксперимент, проведенный израильскими учеными, доказывает, что действие явления квантовой запутанности простирается не только через расстояние, но и через время тоже. Это, в свою очередь, демонстрирует то, что квантовые явления и события не всегда происходят в нашем мире или на нашем уровне восприятия.

Проводя свои эксперименты, ученые использовали свет лазера для того, чтобы совершенно традиционным способом получить пару запутанных фотонов Р1 и Р2. После этого они измерили поляризацию фотона Р1, что сопровождалось одновременным созданием еще одной пары запутанных фотонов, Р3 и Р4. Измеряя поляризацию фотонов Р2 и Р3, ученые запутали пару Р3 и Р4 с фотоном Р2, который ранее был запутан с фотоном Р1, "погибшим" во время измерения его поляризации еще до "рождения" фотона Р4. Не вдаваясь в подробности и математические дебри процесса, можно сказать, что измерения характеристик фотона Р4 продемонстрировали то, что он остался запутанным на квантовом уровне с фотоном Р2 и с фотоном Р1, существовавшим некоторое время назад.

На приведенном выше рисунке представлена вся последовательность проведения опыта по получению запутанных фотонов, существовавших в разные моменты времени. Точка I - это момент рождения и создания запутанной пары Р1 и Р2, точка II - момент измерения поляризации фотона Р1 и его "смерть", точка III - момент рождения и создания запутанной пары Р3 и Р4, точка IV - момент запутывания фотонов Р2 и Р3, точка V - измерение поляризации фотона Р4.

Исследователи полагают, что сложность эксперимента и восприятия его результатов служат доказательством того, что квантовая запутанность не является явлением физического плана, по крайней мере, не материальным. Но это никак не будет мешать использовать обнаруженное явление временного квантового запутывания частиц в своих целях. Это может быть использовано для создания весьма экзотических квантовых систем, таких, как квантовые криптографические системы, в которых ключ шифрования никогда не передается физически от одной точки к другой, или квантовые компьютеры, способные передавать назад в прошлое или вперед в будущее, пусть и на весьма короткий промежуток времени, результаты выполненных вычислений.

Источник: http://www.dailytechinfo.org/

0

2

AD, статейка занятная, но по-моему до создания квантовых криптографических систем ещё, как говориться, работать и работать.

0

3

Занятная это мягко сказано.  Сдаётся мне дело ограничиться не одними криптографическими системами так как эта запутанность противоречит законам физики и здравого смысла. Выходит мы и понятия не имеем как на самом деле всё устроено.

0

4

С таким раскладом дело скоро дойдет до отправки информации в прошлое

0

5

AD, до нормального квантового компа или криптографии, как до Луны пешком. Хотя эксперементы обнадеживают, уже несколько можно считать успешными, с одной оговоркой это пока единичные частицы, а нужен поток.

0

6

dilettant, Вы не считаете квантовый компьютер d-wawe two нормальным или же не знаете о его существовании?

0

7

Квантовый компьютер D-Wave 2 обгоняет средний суперкомпьютер в 3600 раз
http://www.dailytechinfo.org/uploads/images11/20140305_2_1.jpg
В настоящее время область квантовых вычислений считается будущим отрасли обработки данных. Квантовые вычислительные системы будущего будут обладать вычислительной мощностью в тысячи раз превосходящей мощность современных суперкомпьютеров, потребляя при этом на порядки меньшие количества электрической энергии. В настоящее время уже существуют первые рабочие квантовые компьютеры, развитие которых идет бурным темпом, а первый из них, D-Wave One, с момента его первого появления два года назад уже удвоил свою вычислительную мощность.
http://www.dailytechinfo.org/uploads/images11/20140305_2_2.jpg
Напомним нашим читателям, что квантовые вычисления отличаются от классических вычислений уровнем их фундаментальной реализации. В традиционных компьютерах используются биты, способные оперировать двумя значениями, логической 1 и 0. Основой квантовых компьютеров являются квантовые биты, кубиты, которые благодаря эффектам квантовой механики могут находиться и в третьем состоянии, в состоянии квантовой суперпозиции, когда их значение равно 1 и 0 одновременно. Кроме того различия между обычными и квантовыми компьютерами касаются и методов организации вычислений. К примеру, традиционный компьютер решает задачи математической оптимизации последовательно, просчитывая один вариант за другим, а квантовый компьютер оценивает сразу весь массив решений, выбирая из него наиболее оптимальные варианты, что позволяет найти не только единственное наилучшее решение, но и десятки тысяч близких альтернативных вариантов решения задачи за короткое время.

Когда первый квантовый компьютер D-Wave One (DW1) впервые дебютировал в мае 2011 года, в его составе насчитывалось 128 квантовых бит, окруженных специализированными чипами и электрическими цепями, обеспечивающими функционирование квантового бита. При решении задач определенного рода при помощи технологии адиабатных квантовых вычислений этот компьютер во много раз превосходил самые мощные суперкомпьютеры. Однако, недавно выпущенный квантовый компьютер D-Wave Two (DW2), обладающий 512 квантовыми битами, заставляет его предшественника "нервно курить в сторонке".
http://www.dailytechinfo.org/uploads/images11/20140305_2_3.jpg
Каждый кубит является крошечным микропроцессором, работающим с помощью эффектов сверхпроводимости и квантовой механики. Возможности квантовых вычислительных систем напрямую связаны с количеством связанных друг с другом кубитов. Если связать все 509 кубитов компьютера D-Wave Two, которые принимают непосредственное участие в вычислениях, друг с другом, то его производительность будет выше на 100 порядков, нежели производительность его предшественника. Однако, компоновка кубитов нового компьютера позволяет связать один кубит только с восемью соседними кубитами. Несмотря на это, компьютер DW2 приблизительно в 300 тысяч раз более мощен, нежели компьютер DW1.

При проведении тестов, в которых были задействованы 439 кубит для решения специализированных оптимизационных алгоритмов CPLEX, компьютер DW2 нашел 100 вариантов решений за половину секунды времени, что 3600 раз быстрее, чем необходимо суперкомпьютеру, который тратит на это приблизительно полчаса времени.
http://www.dailytechinfo.org/uploads/images11/20140305_2_4.jpg
Для того, чтобы добиться полного использования квантовых эффектов, кубиты компьютера DW2 находятся в чрезвычайных условиях окружающей среды. Их температура составляет 0.02 градуса по шкале Кельвина, что в 150 раз холоднее, нежели температура в межзвездном космическом пространстве. Глубина вакуума, в котором находятся кубиты компьютера в 100 миллиардов раз ниже, нежели атмосферное давление при стандартных условиях. Благодаря использованию системы защиты, внешнее магнитное и электрическое воздействие на кубиты снижено в 50 тысяч раз. Примечательным является тот факт, что для создания сверхнизкой температуры и глубокого вакуума требуется всего 15.5 киловатт электрической энергии, а сам компьютер занимает только 10 квадратных метров площади, что совершенно несравнимо с тысячами киловатт и огромными пространствами, занимаемыми суперкомпьютерами и сопутствующей инфраструктурой.

Пока что компания Google, НАСА и Университетская Ассоциация космических исследований (Universities Space Research Association), которые "стоят в очереди" на приобретение квантового компьютера DW2, не разглашают суммы, в которую им обойдется его приобретение. Но согласно информации от информационного агентства BBC, ссылающегося на мнение из компетентных источников, эта сумма будет находиться в районе 15 миллионов долларов.

0

8

Этот? Я честно признаться про такой не знал. Но это только первые шаги наподобие первых ламповых компов. Мы так и не уяснили пока ни сути ни причины явлений квантовой физики-исследований ещё непочатый край!А про отправку информации в прошлое то судя по статье в квантовой физике вообще не работают такие понятия как пространство и время.

0

9

Артем, я не в джунглях живу, про квантовый супер-комп читал конечно, под словом нормальный я подразумевал что-то типа персонального карманного лаптопа. Будучи школьником (году так в 1979-80) мы были на экскурсии в Тимирязевке, было внеклассное занятие по теме вычислительная техника, я в ту пору математический факультатив посещал, и нам показали наши первые ЭВМ, на них студенты свои расчеты делали, машинное время по расписанию, ввод данных перфолента или перфокарты, "оперативка" - отдельные шкафы с ленточнами или дисковыми магнитоносителями, площадь помещения для ЭВМ 60 кв м. Признать в этом чуде кибернетики инженерный калькулятор, работающий от батареек и помещающийся в кармане, тогда никто  из нас не мог.
Вот когда кубит квантового компа станет работать в обычных условиях, тогда и будем радоваться окончательно, а пока это наручные часы из анекдота, батарейки к которым надо в чемодане носить.
Радоваться, что квантовый комп потребляет всего 15,5 кВт и занимает всего 10 метров рано, поскольку для работы нужен сверхглубокий вакум и практически абсолютный ноль температуры.

0

10

Дмитрий,этот.
dilettant,ну на такие размеры уже существующего квантового компьютера грех жаловаться-он ведь в 3600 раз быстрее не обычного домашнего пк,а огромного суперкомпьютера. Мало того,что он быстрее,так он еще  и намного меньше-современные суперкомпьютеры занимают сотни,а то и тысячи квадратных метров площади. По сравнению с ними d-wawe 2 можно назвать карманным.

0


Вы здесь » Астрофорум » Прочее » Запутанные во времени фотоны