FMFSP portāls

Izvēlne

Meklēšana

Aptauja

Vai klausies jau Ziemassvētku dziesmas?
JAAAAA, protams!
Neklausos tādas dziesmas.
Vēl nē, par agru.
Visu gadu klausos!

Rezultāti

Foto

2005. gada 17. jūnijā 12:11 

Kvantu teleportācija - kas tas ir? (9)

Liela daļa cilvēku, kam ir interese par datoriem, iespējams, būs dzirdējuši par kvantu datoriem, kas gan pagaidām ir tikai nākotnes iecere. Runājot par šiem datoriem, parasti tiek pieminēts, ka tie būšot krietni ātrāki par parastajiem. Svarīgi ir saprast, ka kvantu datoru pārākums pār klasiskajiem datoriem neizpaudīsies tādejādi, ka tiem būs, piemēram, tūkstoš reižu lielāka procesora jauda vai nesalīdzināmi lielāks operatīvās atmiņas apjoms. Kvantu datoru ātrdarbības pārākums izriet no fakta, ka kvantu datoriem un klasiskajiem datoriem ir krasi atšķirīgi darbības principi. Šo principu dēļ ar kvantu datoriem būs iespējams daudzas operācijas veikt krietni ātrāk. Elementārdaļiņu līmenī eksistē dažādas fizikālas un brīžiem neticamas sakarības, kuras cilvēks var izmantot savā labā, radot pavisam cita tipa datorus.


Lai varētu runāt par kvantu teleportāciju, vispirms būtu jāmin, kas ir kvantu bits jeb kubits. Atšķirībā no klasiskā bita kubits var vienlaicīgi pieņemt gan vērtību 0, gan 1, bet, tiklīdz kāds grib uzzināt, kāda tad ir šī kubita vērtība, un mēģina to nomērīt (nolasīt kubita saturošo informāciju), tiek iegūta viena no šīm vērtībām - tieši 0 vai tieši 1. Vēl vairāk, šis kubits mērīšanas laikātiek it kā sabojāts un pieņem to vienu vērtību, kura ir iegūta mērīšanas rezultātā. Kubitu varētu iztēloties kā vieninieka iegūšanas varbūtību (reāls skaitlisrobežās no 0 līdz 1) brīdī, kad tiek mēģināts šo kubitu nomērīt. Reālam skaitlim var būt bezgalīgi daudz ciparu aiz komata, kas savukārt nozīmē, ka viens pats kubits spēj saturēt neierobežota apjoma informāciju. Tātad teorētiski, pārsūtot vienu kubitu, var pārsūtīt bezgalīgu informācijas daudzumu, bet vienīgi šo informāciju vajag mācēt apstrādāt, jo, uzreiz ņemot un nomērot kubitu, saņēmējs vienkārši iegūs 1 vai 0.


Runājot par elementārdaļiņu teleportāciju, zinātnieki patiesībā runā par kādas elementārdaļiņu raksturojošas īpašības teleportāciju. Lai teleportētu vienu kubitu, ir jāizmanto divi citi kubiti, kuri ir iepriekš nomērīti (tie pieņem tieši vienu zināmu vērtību). Pēc tam ar šo zināmo kubitu pāri veic pāris transformācijas, tādejādi tos savā ziņā sasaistot (un tie atkal vienlaicīgi pieņem abas vērtības - ar 50% varbūtību katru no tām). Tad, kad sasaiste ir notikusi, pirmo no kubitiem patur sūtītājs, bet ar otru kubitu saņēmējs dodas prom, uz kurieni vien vēlas. Lai gan nekādas uzskatāmas saiknes starp šiem kubitiem nav, tie tomēr spēj nodrošināt teleportācijas procesu.


Lai šādi sūtītu informāciju, tā tiek iekodēta kādā jaunā kubitā, ar kuru sūtītājam jāveic pāris transformācijas, izmantojot šo kubitu un pie viņa palikušā kubita veidoto pāri. Pēc transformāciju veikšanas, šie abi kubiti izmainās, bet saņēmēja kubits ir palicis nemainīgs. Un tad notiek visīpatnējākais: sūtītājs nomēra šo abus kubitu vērtību, un tajā pat laikā izmainās kubits, kas atrodas pie saņēmēja.


To aptuveni var skaidrot tā: nolasīšanas laikā viens no sākotnēji saistītajiem kubitiem ļoti radikāli mainās (pieņem vērtību 0 vai 1), tāpēc arī otrs saistītais kubits mainās. Tas kubits, kas atrodas pie saņēmēja, var arī nesakrist ar oriģinālo kubitu. Vēl kubita sūtītājam ir jānosūta kubita saņēmējam divi klasiskie biti, kas parāda viņa mērījumus kā kādu no parasto bitu kombinācijām 00, 01, 10 vai 11. To var izdarīt gandrīz jebkurš no mums (kaut vai, izmantojot e-pastu). Zinot šos divus bitus, kubita saņēmējs var izvēlēties pareizo transformāciju, ar kuras palīdzību pārveidot savu kubitu, lai iegūtu oriģinālo kubitu. Tiesa, "teleportācijas saikne" ir iznīcināta, un, lai veiktu vēl kādu teleportāciju, atkal jāiegūst saistīti kubiti.


Mūsdienās jau ir veikti vairāki fizikāli eksperimenti, kuros zinātniekiem veiksmīgi ir izdevies teleportēt dažādas elementārdaļiņas. Vislielākie nopelni šajā jomā ir Insbrukas universitātei Austrijā. Pirmais eksperiments, kurā tika izmantota daļiņu sasaiste, tika veikts 1997. gadā, kad izdevās veiksmīgi teleportēt fotonu (saņēmēja fotons ieguva tādu polarizāciju, kāda sākotnēji bija sūtāmajam fotonam). Vēlāk 2004. gadā austriešiem sadarbībā ar amerikāņu kolēģiem izdevās teleportēt arī atomu. Mūsdienās vēl nav vienota viedokļa par to, vai nākotnē būs iespējams teleportēt arī kādus lielākus ķermeņus, taču kārtējo reizi kaut kas, par ko dzirdēts zinātniskās fantastikas darbos, ir nedaudz pietuvojies realitātei.


Papildus informāciju par Kvantu teleportāciju var smelties:
Insbrukas Universitātes teleportētāju komandas lapā un bbc.co.uk

Autors: Ansis Rosmanis  Apskatīt komentārus »

Atslēgvārdi: Kvanti, Teleportācija
Ieteikt draugiemTweet this!

Balsis: 0, vidējais vērtējums: 0

Vārds: E-pasts vai web-lapa:

 

« Decembris, 2018 »

POTCPSSv
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31123456
7 

Forums

Komentāri

Fizmatu blogi

VR Pasākumiem – virtuālās real..
Lai nebūtu pārpratumu, uzreiz saku, ka šis ierakst.. (09.06)
Spēks un Jauda 2017 un ūdrs. F..
Superjaukās piedzīvojumu sacensības jau 6. reizi. .. (09.04)
Par 30 dienu rakstīšanu un nos..
Es vēl esmu dzīvs! Tas, ka no manis kādu laiku ir .. (30.03)
#6 – Domājot par krūšgaliem (A..
Cienījamās Dāmas! Ceru, ka jums ar šo jautājumu vi.. (26.03)
Amatiera padomi garo distanču ..
Ja tu spēj pusi dienas pavasara talkā vākt gružus .. (25.03)

Iz arhīva