Ακόμη μία πρόοδος σε συστήματα τηλεμεταφοράς

Σύμφωνα με δύο νέες δημοσιεύσεις στο περιοδικό Nature, η επιτυχής τηλεμεταφορά σωματιδίων είναι πλέον πιο κοντά. Πρόκειται για δύο πειράματα, από ερευνητές στην Ιαπωνία και τη Γερμανία, και την Αυστραλία και την Ελβετία αντίστοιχα, στα οποία τηλεμεταφέρθηκαν φωτόνια με μεγαλύτερα ποσοστά επιτυχίας από κάθε άλλο πείραμα μέχρι σήμερα. Στην πραγματικότητα ενδείξεις για τηλεμεταφορά ύλης υπάρχουν από το 1997, όπου ξεκίνησαν πειράματα στα οποία αντιγράφονταν όλες οι κβαντικές ιδιότητες ενός συστήματος από μια περιοχή σε μία άλλη. Πρέπει να σημειωθεί πως για τηλεμεταφορά μεγαλύτερης ποσότητας ύλης, όπως αυτή που αντιστοιχεί σε έναν μέσο άνθρωπο, υπάρχει ένα μείζον πρόβλημα: η ποσότητα της πληροφορίας που χρειαζόμαστε να γνωρίζουμε είναι τεράστια. Σύμφωνα με μια εκτίμηση, για να περιγράψουμε την ενέργεια και την κίνηση κάθε ατόμου σε ένα ανθρώπινο σώμα θα χρειαζόμασταν 1022 Gigabytes χωρητικότητας.

Για να γίνει κατανοητό το παραπάνω μέγεθος, για να αποθηκεύσουμε τα απαραίτητα δεδομένα θα χρειαζόταν μια στοίβα από συμβατικούς σκληρούς δίσκους ύψους 20 ετών φωτός, περίπου πέντε φορές πιο ψηλή δηλαδή από την απόσταση του πιο κοντινού σε εμάς άστρου. Έτσι, για την ώρα τουλάχιστον, η τηλεμεταφορά επικεντρώνεται σε μεμονωμένα σωματίδια, όπως άτομα ή φωτόνια.

Ένας περιορισμός στη τηλεμεταφορά σωματιδίων, είναι η αρχή της απροσδιοριστίας, σύμφωνα με την οποία υπάρχει ένα όριο στην πληροφορία που μπορείς να έχεις ταυτόχρονα για τη θέση και την ορμή ενός σωματιδίου.

Το εμπόδιο αυτό υπερκεράστηκε το 1993, όταν βρέθηκε ένας έμμεσος τρόπος για τη μέτρηση των ιδιοτήτων ενός σωματιδίου, χρησιμοποιώντας ζεύγη κβαντικά μπλεγμένων σωματιδίων, σωματιδίων δηλαδή που έχουν αλληλεπιδράσει μεταξύ τους, και γνωρίζοντας τις ιδιότητες του ενός, εξάγει κανείς συμπεράσματα για τις κβαντικές ιδιότητες του άλλου. Πρόσφατα, με αυτόν τον τρόπο, οι επιστήμονες πέτυχαν τη τηλεμεταφορά φωτονίων στην απόσταση ρεκόρ των 143 χιλιομέτρων, στα Κανάρια νησιά.

Το πρόβλημα μέχρι σήμερα ήταν πως αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούσαν τις πιθανότητες, καθώς δεν μπορούσαν να εγγυηθούν την ταυτόχρονη άφιξη στο δέκτη των μπλεγμένων φωτονίων. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα την επιτυχή τηλεμεταφορά μόνο του 1% των φωτονίων, κάνοντας τη μέθοδο αναξιόπιστη. Ωστόσο, σύμφωνα με τα δύο τελευταία πειράματα, υπάρχουν ενδείξεις πως η μέθοδος μπορεί θεωρητικά να γίνει ντετερμινιστική, και να εγγυάται την επιτυχία της τηλεμεταφοράς για κάθε φωτόνιο.

Στην πράξη, και τα δύο πειράματα έχουν πετύχει επιτυχία σε 40% του συνόλου των προσπαθειών τους, γεγονός που αποτελεί τεράστια βελτίωση, και οι επιστήμονες πιστεύουν πως αυτό αποτελεί άλλο ένα ορόσημο στην κατασκευή λειτουργικών κβαντικών υπολογιστικών συστημάτων, ενώ αισιοδοξούν πως δεν απέχει πολύ η στιγμή που θα σημειώσουν 100% επιτυχία στην τηλεμεταφορά σωματιδίων.

Πηγή