02.07.2013

Показана теоретическая возможность удалённого квантового контроля

Квантовая телепортация (КТ) — вещь давно известная и относительно понятная. Это не заброс чего бы то ни было на Альфу Центавра, а лишь передача квантового состояния на расстояние. Две квантово сцепленные (запутанные) частицы, находящиеся на любой дистанции друг от друга, после передачи информации от точки нахождения первой к местоположению второй обмениваются своими состояниями: у первой частицы такое состояние разрушается, а у второй возникает состояние, идентичное первой, причём настолько, что отличить их невозможно.

Чтобы не ломать современную физику о колено, такая «телепортация» (хоть и теоретическая, и осуществляемая мгновенно для любого расстояния) невозможна без обмена информацией по нормальным каналам связи. То есть быстрее скорости света для нас, сторонних наблюдателей, всё равно ничего не произойдёт.

Теперь этот взгляд на вещи придётся слегка модифицировать. Кристина Мушик (Christine Muschik) из Средиземноморского технологического парка в Барселоне (Каталония, Испания) вместе с коллегами теоретически показала, что возможности КТ не ограничиваются передачей единичной частицы.

Физики рассмотрели — как и при обычной КТ — пару квантово запутанных частиц. Затем одну из них мысленно «поместили» в переменное магнитное поле, влиявшее на её состояние. Непрерывно (а не одномоментно) меняя поле, удалось влиять на вторую частицу, заставляя её проходить все те же состояния, что и первую. «Мы показали, как квантовые операции могут быть использованы для стимулирования нелокальной динамики между двумя отдельными частицами в непрерывном и детерминированном режиме», — описывает свои достижения г-жа Мушик.

Как им это удалось, хотя бы и в теории? До сих пор передавать квантовые состояния можно было по одному за раз, поскольку квантовая запутанность — довольно хрупкая вещь и измерение параметров одной из частиц сцепленной пары приводит к уничтожению связи между ними, что и было причиной «одноразовости» КТ-трюка.

Физики использовали недавно описанный подход к очень слабому, но длительному воздействию на пару запутанных частиц, которые из-за постепенности внешнего вмешательства не теряют свойств квантовой системы, но при этом на протяжении существенного периода могут значительно изменить своё состояние. Моделируя применение такого подхода к плавному модулированию магнитного поля, действующего на одну из частиц, группа г-жи Мушик автоматически получила настоящий квантовый удалённый контроль, теоретически обладающий неограниченным дальнодействием.

Несмотря на то что работа сугубо теоретическая, нет никаких видимых причин, по которым такой подход может не сработать. Учитывая, что среди авторов исследования есть маститые экспериментаторы, ясно, что скорее рано, чем поздно мы услышим об итогах их усилий по реализации непрерывного квантового контроля на расстоянии.

Более сложным вопросом является то, насколько эффективным может быть такой контроль и к каким последствиям приведёт его реализация. Теоретически возможные применения явления настолько обширны, что в них, с позиций дня сегодняшнего, с трудом верится даже несмотря на внешнюю физическую непротиворечивость.

С препринтом рассмотренного исследования можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Technology Review.

Александр Березин

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА