Телепортируемся отсюда: сможет ли Россия лидировать в квантовой гонке?
За последние дни слово «телепортация» в СМИ звучало чаще, чем в предыдущие десять лет: сообщение о том, что Агентство стратегических инициатив планирует к 2035 году реализовать некие устройства с использованием телепортации, заставило одних сомневаться в психическом здоровье чиновников, а других — в компетентности журналистов. Мало кто успел разобраться, что речь идет не о магической телепортации из фантастических фильмов, а всего лишь о квантовой телепортации — хорошо изученном физическом явлении. Как ни странно, в исследовании и использовании этого явления Россия почти не отстает от Запада.
Красота метода
Термин «квантовая телепортация» был придуман еще в начале 1990-х годов американскими учеными. Назвать эффект, описываемый в работе, их, возможно, действительно вдохновили фантастические книги и фильмы, однако суть его совсем иная. Явление телепортации в данном случае не означает возможности перемещения чего-либо материального: речь идет о мгновенном переносе квантовых состояний.
Квантовая физика оперирует так называемыми квантовыми объектами, то есть объектами очень малыми — атомами, элементарными частицами, ионами. Используя законы квантового мира, вы можете «скопировать» параметры одного такого квантового объекта (например, элементарной частицы) на другой такой же объект (вторую частицу), находящийся в другой точке пространства.
К примеру, вы решили использовать частицы света — фотоны. У каждого фотона есть так называемая поляризация — направление колебаний его электромагнитного поля. К примеру, она может быть вертикальной (единичка) или горизонтальной (ноль). Суть квантовой телепортации в том, что конкретное значение поляризации одного фотона — один или ноль — может на расстоянии быть «скопировано» на другую частицу. Причем сам процесс переноса состояния произойдет мгновенно, даже если между «приемником» и «передатчиком» лежит вся Вселенная. Поскольку перенос состояния не занимает времени и не зависит от того, насколько далеко друг от друга частицы и что находится между ними, процесс и назвали телепортацией.
Но квантовая телепортация — не просто любопытный физический фокус, она может быть весьма полезна для человечества, например, в системах квантовой криптографии — это наиболее безопасный на сегодняшний день способ передачи данных. Информация в этом случае кодируется в квантовых состояниях (например, в поляризации фотонов). Вся красота метода в том, что при попытке «подслушивания» эти состояния разрушаются, а получатель неминуемо узнает о том, что их «слушает» посторонний.
