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单个量子粒子的双向通信是可能的

2018-02-24 11:55大渝新闻网编辑:admin人气:




沟通是一条双向的街道。感谢量子力学,即使你只有一个粒子来传输信息,这个谚语也适用。
 
科学家用一对新光子报道说,利用单光子或光子,两个人可以同时发送信息。这项壮举依赖于量子力学的怪癖 - 叠加,粒子可以一次有效地占据两个地方的现象。
 
通过量子粒子发送信息是一个非常受欢迎的研究课题,这要归功于不可测量的量子通信(SN:12/23/17,第27页)。新的研究指定了这种类型的技术之前未被识别的扭曲。“有时候你忽略了一个很酷的想法,然后它就在你的鼻子前面,”维也纳大学实验物理学家菲利普瓦尔瑟说。
 
维也纳大学理论物理学家Flavio Del Santo和奥地利科学院量子光学和量子信息研究所的BorivojeDakić 在2月9日“ 物理评论快报”中描述了该程序背后的理论。Walther,Del Santo,Dakić及其同事在2月14日发布在arXiv.org上的一篇论文中对该技术进行了演示。
 
想象一下,两个人,爱丽丝和鲍勃,相隔一定距离。在标准的经典物理学中,爱丽丝和鲍勃都会要求他们自己的光子同时发送对方的信息,每个光粒子发送一个0或1的位。
 
但是,如果爱丽丝和鲍勃拥有一个处于重叠位置的光子 - 同时位于爱丽丝附近和鲍勃附近 - 他们都可以操纵该光子编码0或1,然后将其发回给另一个。每个操纵光子的方式决定哪一个最终接收到光子。如果爱丽丝和鲍勃放入相同的位 - 无论是0还是两者都是1 - 爱丽丝接收光子。如果他们的位不匹配,鲍勃得到它。由于Alice知道她是发送0还是1,她立即知道Bob是编码0还是1,反之亦然。
 
为了表明这种沟通是可能的,Walther和同事们通过安排镜子和其他光学设备发送单光子。该设置使光子叠加,同时将其发送到代表Alice和Bob的两个站。
 
通过改变光的电磁波的相位 - 波谷和波峰下降的位置 - 研究人员在每个台站用0或1编码光子。然后,在每个台站,爱丽丝和鲍勃之间的光子 - 仍然处于闲置状态 - 被送往对面的台站。一路上,光子与自身相互作用,干扰像水波纹组合放大其强度或抵消。这种干扰决定了最终的光子是在Alice的站还是Bob's被检测到的。
 
“这是一个非常好的主意,”牛津大学的物理学家Giulio Chiribella说,他没有参与这项研究。“这是量子力学让我们放松警惕的另一种方式。”
 


(来源:未知)

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