Sissejuhatus
Kvantteleportatsioon ei ole ainult ulme; see on täiesti reaalne ja toimub tänapäeval laborites. Kuid kvantosakeste ja teabe teleportimine on inimeste kosmose kiirgamisest kaugel. Mõnes mõttes on see veelgi hämmastavam.
John Preskill, California Tehnoloogiainstituudi teoreetiline füüsik, on üks juhtivaid kvantarvutamise ja teabe teoreetikuid. Selles episoodis kaassaatejuht Jana Levin intervjueerib teda takerdumisest, bittide rannikult rannikule teleporteerimisest ja kvanttehnoloogia revolutsioonilisest lubadusest.
Kuulake edasi Apple Podcastid, Spotify, Google Podcastid, Häälestama või oma lemmik taskuhäälingusaadete rakenduse või saate seda teha voogesitage seda Quanta.
Ümberkirjutus
JANNA LEVIN: Kui ma ütlen sõna teleportatsioon, mis tuleb meelde? Võib-olla on see transportija Star Trek suunates meeskonna koheselt planeedile või ajas rändavale TARDISele Doctor Who. Ulmekirjanduses on teleportatsioon otstarbekas seade inimeste ühest kohast teise toimetamiseks, ilma et teekonnal aega raisataks.
Aga kvantteleportatsioon? Noh, see on midagi dramaatiliselt erinevat - ja täiesti reaalne.
Mina olen Janna Levin ja see on taskuhäälingusaade "The Joy of Why". Quanta Magazine, kus ma olen kordamööda koos kaassaatejuhiga mikrofoni taga, Steve Strogatz, mis uurib tänapäeva matemaatika ja loodusteaduste suurimaid küsimusi.
Kvantteleportatsioon on võime ühest kohast kaduda ja ilmuda teise ilma vahepeal reisimata. Kuigi me ei pruugi kunagi filmidega võrrelda, muudab see tehnoloogia tõenäoliselt kommunikatsiooni, andmetöötluse ja meie arusaama ümbritsevast maailmast.
Täna liitub meiega üks juhtivaid kvantteleportatsiooni eksperte. John Preskill on teoreetilise füüsika professor California Tehnoloogiainstituudis ning Kvantinformatsiooni ja Mateeria Instituudi asutaja ja praegune juhataja. Tema uurimistöö on uurinud osakeste füüsikat, kvantväljateooriat ning varajase universumi ja mustade aukude kvantaspekte. Tema praegune töö rakendab seda uurimistööd kvantarvutuse ja teabe lahendamatute probleemide lahendamiseks. John, tere tulemast raamatusse "The Joy of Why".
JOHN PRESKILL: Tore siin olla, Janna.
LEVIN: Tore, et olete. Ma tahan süveneda selle uskumatult tehnilise teema üksikasjadesse, kuid kas saate alustada ühest põhikontseptsioonist, milleks on takerdumise idee, kvantpõimumine?
PRESKILL: Põimumine on sõna, mida me kasutame kvantsüsteemi osade iseloomulike korrelatsioonide jaoks.
Esiteks, mida me korrelatsiooni all mõtleme? Korrelatsioonidest saame rääkida tavaliste bittide puhul. Oletame, et teil on bitt, mis on kas 0 või 1. Ja minul on bitt, mis on kas 0 või 1. Kui meil mõlemal on 0 või mõlemal on 1, on see korrelatsioon meie bittide vahel.
Kubitite puhul saab neid sarnaselt korreleerida. Kui me vaatleme või mõõdame kubiti - biti kvantanaloog — omandame natuke. Kuid kvantjuhtumi puhul on erinev see, et kubiti saab vaadata rohkem kui ühel viisil.
Nii et võite seda pidada kastiks, millel on natuke sees. Sees on kas 0 või 1. Ja mul on kaks võimalust kasti sisse vaadata. Sellel on kaks ust. Ma saan avada ukse nr 1 või avada ukse nr 2. Ja igapidi ma näen natuke.
Ja meil võib olla korrelatsioon mõlemal viisil. Kui me mõlemad avame ukse nr 1, näeme mingit korrelatsiooni teie hangitud biti ja minu omandatava biti vahel. Ja kui me mõlemad avame ukse nr 2, näeme korrelatsiooni, mis üldiselt võib olla erinev.
Ja kuna meil on need mitmed üksteist täiendavad viisid kubiti vaatlemiseks, on neil korrelatsioonid, mis on huvitavamad ja keerukamad kui korrelatsioonid tavaliste bittide vahel.
Kuid mõistatus on järgmine: te ei saa jälgida kubiti ilma seda häirimata. See on väga oluline erinevus tavalise teabe ja kvantinformatsiooni vahel.
LEVIN: Ütleme nii, et ma häirin oma osakest ja sunnin seda kindlasse olekusse. Me võime seda nimetada mõõtmisprotsessiks või võib-olla teen seda kogemata. Ja ma saan teada, et see on 0. Ja see oli korrelatsioonis teie osakesega sellisel viisil. Kas see tõesti – nagu inimesed ütlevad – valguse kiirusest kiiremini sunnib teie osakesele teatud oleku, et austada korrelatsiooni?
PRESKILL: No, kahjuks ei tee. Oh, ma soovin, et see oleks nii. Kui ma vaatan oma kubiti, siis pole vahet, kas olete vaadanud enda oma või mitte. Ma lihtsalt näen juhuslikult natuke. Niisiis, alles pärast seda, kui me mõlemad vaatame ja oleme üksteisega rääkinud, saame öelda, et meil oli korrelatsioon.
Kuid kui me ei räägi, jälgib igaüks meist lihtsalt puhast juhuslikkust, kuid võrdse tõenäosusega, et see on 0 või 1, ja mingit teavet ei saa kuidagi edasi anda.
LEVIN: Muidugi, kui me omavahel arutame, peab see suhtluse osa liikuma aeglasemalt kui valguse kiirus.
PRESKILL: Noh, saate valguse kiirusele üsna lähedale jõuda, kuid mitte kiiremini. Nii et see on suur probleem, et me tõesti ei saa, isegi kui meil on segadus, saata minult teile teavet kiiremini kui aeg, mis kulub valguse liikumiseks minult teieni. Põimumine seda lugu ei muuda.
LEVIN: Hämmastav. Nüüd oleme siin arutanud takerdumist, mis pärineb mõttekatsetest [Albert Einstein üritas maadelda kvantmehaanikaga ja mõnikord ka selle vastu. Miks nimetas Einstein seda kuulsaks kui "õudne tegevus eemalt“? Või mõnikord on tõlge "kummituslik tegevus eemalt".
PRESKILL: Noh, Einstein tundis väga kindlalt, et füüsika põhiseadustes ei tohiks olla juhuslikkust. Ta arvas, et kui me teame kõike, mida saame teada – mida füüsikaseadused võimaldavad meil teada – füüsilise süsteemi kohta, siis peaksime suutma suurepäraselt ennustada, mida me seda süsteemi jälgides näeme.
Ja takerdumine sellele põhimõttele ei allu. Maailmas on tõesti tõelist juhuslikkust. Isegi kui me teame kõike sellest takerdunud kubiidipaarist, mida teie ja mina jagame, on teil siiski jõuetu ennustada, mida näete seda kubitti vaadates. See on lihtsalt juhuslik. Ja see ei ole sellepärast, et sa ei tea. Asi on selles, et seda ei saa teada.
LEVIN: Kuidas saab sellest kvantteleportatsiooni oluline hoob? See iseenesest ei ole kvantteleportatsioon. Niisiis, kuidas seda ära kasutatakse?
PRESKILL: See on peen küsimus. Nii et räägime nüüd sellest, mis on kvantteleportatsioon.
LEVIN: Palun, jah.
PRESKILL: Nii et sa oled nüüd New Yorgis, eks?
LEVIN: Ma olen New Yorgis, jah.
PRESKILL: Hea küll, Janna, ma olen praegu Californias ja sina New Yorgis ja mul on siin Californias üks kubit. See on siinsamas minu käes. See on kodeeritud väikesesse aatomisse. Kuid kvant-FedEx teeb mõnikord vigu, nii et nad saatsid mulle selle kubiidi, kuid see oli mõeldud teile. OKEI? Niisiis, ma pean kuidagi välja mõtlema, kuidas oma qubit teile edastada. Ja kui meil oleks kanal, mida saaksime kasutada aatomi Californiast New Yorki saatmiseks, oleks see üks viis kubiti teieni jõudmiseks. Aga meil pole sellist ühendust, mida ma aatomite saatmiseks kasutada saaksin.
Kuid te ei taha aatomit, vaid teavet, mis on aatomis. Juhtub nii, et sina ja mina oskasime eile kavalalt luua paar takerdunud kubiiti, eeldades, et saame neid ühel hetkel ära kasutada.
Ja siin on see, mida ma saan teha. Ma võin võtta selle qubiti, mille ma täna sain. Ma ei tea, mis teave seal on. See on mingi kubit, mis mulle edastati. Ja ma saan seda jälgida koos oma poolega kubitipaarist, mida teie ja mina jagame.
Ja nüüd, ma jälgin kahte kubitti ja teen seda - nimetagem seda põimunud mõõtmiseks. Vaatleme neid kahte ühiselt ja ma saan nende vaatlemisest kaks tükki teavet. Ja siis – nüüd, tavalise suhtluslingi kaudu, nagu see, mida me praegu kasutame – võin teile need kaks teavet saata. Seejärel saate neid kahte teabebitti kasutada New Yorgis oma qubitiga toimingu tegemiseks.
Ja nüüd, sellel New Yorgi kubiidil on kogu sama kvantteave kui sellel mõistatuslikul kubiidil, mille ma täna sain. Ma ei tea, milline on selle kubiidi olek ja tegelikult hävitan selle oma laboris, kui seda jälgin. Kuid me suudame selle nii-öelda New Yorgis "reinkarneerida". Ja selle kubiidi täiuslikuks rekonstrueerimiseks vajate ainult neid kahte bitti teavet. See on kvantteleportatsioon.
LEVIN: Nii et mõnes mõttes oli teil Californias kvantosariik, mida tahtsite, et ma saaksin New Yorgis reprodutseerida ilma seda FedExi kaudu üle riigi sõites. Sa tahtsid, et ma saaksin seda teha ilma midagi vahepeal füüsiliselt liigutamata. Nii et sa leidsid selle nutika viisi, kuidas ma oma laboris olekut nende lihtsate juhiste abil rekonstrueerida.
Ja selles mõttes see teleporteerus. See kadus teie lõpus, kuna hävitasite riigi ja protsessi, mille käigus proovisite leida teavet, mida vajasite mulle edastamiseks. Kuid see ilmus minu laboris uuesti, kui te teabe edastasite. Kas ma jäin selles parafraseerimises millestki olulisest ilma?
PRESKILL: Noh, ma arvan, et teie öeldus on mõnda asja võimendada. Esiteks ei ole ma päris nõus sinu väitega, et ma ei saatnud sulle midagi füüsilist. Tegelikult tegingi. Saatsin teile kaks infot.
LEVIN: Oh, sa saatsid mulle Interneti kaudu teavet.
PRESKILL: Ma ei saa seda teha ilma midagi füüsilist saatmata.
LEVIN: Lisage.
PRESKILL: Võib-olla olid need footonid, mis läksid läbi optilise kiu Californiast New Yorki. Ja see meievaheline suhtlus oli selle toimimiseks tegelikult vajalik.
Aga sellest ei piisa. See on kubittide puhul naljakas asi. Kui tahan ette valmistada kubiidi oleku, vajan palju teavet. Saate kubiti geomeetriliselt visualiseerida nagu väikest noolt, mis osutab kolmemõõtmelisele ruumile. Tead, nagu Maa pind. Ja kui ma tahan teile rääkida, kuidas ma kubiidi ette valmistasin, valin sellel maakeral punkti, nii et ma pean teile andma laius- ja pikkuskraadid väga täpselt, et öelda teile täpselt, kuidas see kubit valmistati.
Nii et teatud mõttes läheb sisse palju infot, aga välja tuleb väga vähe, sest kui sa seda jälgid, saad sa lihtsalt ühe natukese. Nii et see üks osa ei ütle teile, kuidas panna kubit nii-öelda maakerale mingile kindlale laius- ja pikkuskraadile. Seetõttu on teleportatsioon tähelepanuväärne, sest ma saatsin teile ainult need kaks bitti ja sellest piisas, et saaksite selle suurepäraselt rekonstrueerida.
Need on kaks tükki koos põimumisega, mida me jagasime ja milleks saime eile ette valmistada.
LEVIN: Nii et see on suur erinevus. See on nüüd hämmastav. Saadate mulle füüsiliselt teavet, kas Interneti- või valgussignaale või kuidas te neid mulle saadate. Kuid millegipärast saan rohkem teavet segase seadistuse tõttu, milles me kokku leppisime.
Nii et pole nii, nagu oleks teil oma IKEA laud olemas ja ma vajasin teavet selle kohta, kuidas oma kirjutuslaud ehitada, ja teie purustasite enda oma tükkideks, et aru saada, kuidas see kokku oli pandud. Peaksite ikkagi mulle iga väikese teabe ütlema. Seega on kvantprotsessis midagi põhimõtteliselt erinevat klassikalisest protsessist. Mis kasu sellest on? Miks see nii põnev on? Mis on suur asi?
PRESKILL: No esiteks, Janna, sina ja mina oleme teoreetilised füüsikud, nii et tead, pole palju vaja, et meid elevust tekitada.
LEVIN: [naermine] Absoluutselt.
PRESKILL: Aga milleks see kasulik on? See on hea küsimus. Oletame, et tahame segadust üle maailma levitada. Kõlab päris lahe? Pidasime enesestmõistetavaks, et sina ja mina võisime California ja New Yorgi vahel segadust jagada, ja me ei rääkinud sellest, kuidas meil see õnnestus.
Tegelikult me ei tea, kuidas seda praegu olemasoleva tehnoloogiaga teha. Pole põhjust, miks me põhimõtteliselt ei saa, kuid praktilistel põhjustel ei saa me praeguse tehnoloogiaga saata kubiti Californiast New Yorki ja lasta sellel kahjustamata kohale jõuda.
Parim viis kubitite saatmiseks on footonite saatmine läbi optilise kiu ja optilisel kiul on kadusid. Nii et kui proovite saata kubiti saja kilomeetri kaugusele, on sellel vaid üks võimalus 50-st ilma kadumiseta hakkama saada. Ja kui ma üritasin seda saata tuhandele kilomeetrile, millest New Yorki jõudmiseks ikka ei piisa, siis on peaaegu null tõenäosus, et see õnnestub.
Niisiis, kuidas me saame segadust jagada? Noh, me arvame, et teeme seda teleportatsiooni abil. See kõlab veidi ringikujuliselt, eks? Sest teleportatsiooni tegemiseks vajame takerdumist. Kuid idee on järgmine: ma võin saata kubiidi, ütleme, 10 kilomeetrit või 50 kilomeetrit, üsna suure tõenäosusega.
LEVIN: See on ikka päris hea.
PRESKILL: Jah, see pole väga hull. Aga oletame nüüd, et ma tahan jõuda Californiast New Yorki, nii et ma tutvustan teel palju väikeseid sõlmpunkte, kus me ühendame omamoodi kvantkommunikatsiooni. Kujutagem ette, et proovime jõuda punktist A punkti C ja me jagame põimumist A ja B ning B ja C vahel. Ja siis on meil võimalus mõõta punktis B nende põimunud kahe poole mõõtmine. paarid. Me nimetame seda takerdumise vahetamiseks.
Mõõtate kaks kubitti punktis B ja siis ütlete A-le ja C-le: "Oh, siin on mõõtmistulemus, mis mul oli." Nüüd saavad A ja C segadust jagada. OKEI? Tegelikult me laiendame põimumise ulatust. See on teleportatsiooni variant.
Ja ma pole teile veel kogu lugu rääkinud, sest kui takerdumine punktist A punkti B ei ole nii hea ja takerdumine punktist B punkti C ei ole nii hea, võime võtta palju põimumispaare, mis on omamoodi mürarikkad. ja ebatäiuslikud ning neid saab destilleerida vähemateks takerdunud paarideks, mis on palju kvaliteetsemad. Ja seda korduvalt tehes saame luua ühenduse California ja New Yorgi vahel ning siis saame seda kasutada milleks iganes tahame. Võime kasutada seda jagatud võtme väljatöötamiseks, mille kohta me teame, et see on privaatne, või kasutada seda kvantteabe saatmiseks.
Siin on argisem, lühema vahemaa viis, kuidas saame kasutada teleportatsiooni. Kui meil on kvantarvutis kaks kiipi ja me tahame kvantteavet ühelt teisele saata, saame seda teha kahe kiibi vahele põimumise teel ja seejärel teleportatsiooni abil teabe saatmiseks ühest kiibist teise. . Ja see on ilmselt hädavajalik kvantarvutuse laiendamiseks suurtele süsteemidele, mis suudavad lahendada tõeliselt raskeid probleeme.
LEVIN: Me tuleme kohe tagasi.
[Paus reklaami sisestamiseks]
LEVIN: Tere tulemast tagasi saatesse "The Joy of Why".
Nii et sa räägid tõesti tehnoloogiatest. Olen teadlik, et tegite hiljuti murrangulise uuenduse Caltechi uue keskuse jaoks. Kvanttäpsuse mõõtmise keskus, ma usun, et seda nimetatakse.
PRESKILL: See on õige, jah. Olete oma uurimistööd teinud.
LEVIN: Jah. Ja kas see on osaliselt suunatud arenevatele tehnoloogiatele? Nagu te ütlesite, olete teoreetiline füüsik. Seda on mõned inimesed öelnud, "kasutute ideede üllatav kasulikkus". Kuid kas teie eesmärk on sellise keskusega tehnoloogiate arendamine või soovite tõesti muuta meie põhimõistmist kvantmehaanikast või mõlemat?
PRESKILL: Me ei saa neid asju eraldada. Teadus ja tehnoloogia arenevad koos. Kuna meie teadus muutub keerukamaks, töötame välja paremaid tehnoloogiaid ja see võimaldab uusi avastusi. Kui teadus edeneb, toimub see uute ideede ja tehnoloogiate kombinatsiooni kaudu.
Nii et ma olen huvitatud näiteks kvantarvutitest ja on põhjust eeldada, et lõpuks on sellel ühiskonnale suur praktiline mõju. Kuid see on ka suurepärane vahend teaduslike avastuste jaoks. Nii et jah, kvanttäppismõõtmise keskuses arendame tehnoloogiat, kuid silmas pidades paremaid mõõtmisstrateegiaid, mis kasutavad ära selliseid omadusi nagu kvantpõimumine, mis võimaldab meil mõõta asju suurema täpsusega ja väiksema invasiivsusega.
Kõik tahavad asju paremini mõõta ja kvantstrateegiad võivad aidata meil teha mõõtmisi, mis muidu poleks võimalikud. See on tõesti selle keskuse intellektuaalne teema.
LEVIN: Jah, ja kõik tahavad teavet paremini ja kiiremini kontrollida.
PRESKILL: Noh, kõik mõistavad, et teave on oluline ja milleks kvantteavet kasutatakse ja kus on suur praktiline mõju - selle kohta on veel palju lahtisi küsimusi.
Kuid me võime eeldada, et kvantteabe, kvantarvutamise ja mõõtmiseks kvantpõimumise abil saame teha asju, mida me varem teha ei saanud. Ja sellel on lõpuks praktiline mõju.
LEVIN: Kas näete, et praktiline mõju laieneb meie igapäevaellu?
PRESKILL: Lõpuks ma ootan seda. Me ei tea kindlalt, kuidas see mõju avaldub. Kvantarvutite puhul on parim idee, mis meil praegu on - ja see on vana idee, mis ulatub üle 40 aasta tagasi. Richard Feynman — on see, et saame kasutada kvantarvuteid, et mõista sügavamalt, kuidas kvantsüsteemid käituvad.
Meiesugused füüsikud mõistavad, et see on huvitav, kuid see on ka oluline, sest see võib võimaldada avastada uut tüüpi kasulike omadustega materjale, uut tüüpi keemilisi ühendeid, võib-olla ka ravimeid ja nii edasi. Ja kõik see lõpuks mõjutab inimeste igapäevaelu. Ja ka kvantmõõtmise puhul arvan, et kvanttehnoloogia puudutab lõpuks kõike teaduses.
Oletame, et bioloogias ja meditsiinis tahaksime olla võimelised jälgima rakkudes toimuvat mitteinvasiivselt ja suurema tundlikkusega. Ja see on lõpuks oluline teraapiate jaoks ja see on oluline ka bioloogiateaduse sügavamaks mõistmiseks.
LEVIN: Samuti on olemas koht kvantteleportatsioonil gravitatsiooni põhiolemuse mõistmisel, mis on minu teada olnud teie uurimistöö keskne valdkond. Kuidas võib takerdumine mängida rolli nii suurtes ja metsas nagu mustad augud?
PRESKILL: Minu jaoks on see kvantteabe juures üks põnevamaid asju, see, et see annab meile värskeid mõtteviise muudele fundamentaalsetele küsimustele, sealhulgas kondenseeritud aine füüsikas, kus me püüame mõista kvantaine väga segaseid olekuid. ja gravitatsioonifüüsikas.
See lugu ulatub kaugele aastasse 1935, mil aastal ilmusid kaks kuulsat paberit Füüsiline ülevaade. Üks neist, Einsteini ja [Nathan] Rosen, käsitles tähelepanekut, et me võime üldrelatiivsusteoorias leida lahendusi Einsteini võrranditele, mis kirjeldavad aegruumi, milles on ussiauk kosmoses. Tol ajal sellest nii hästi aru ei saadud, kuid tegelikult kirjeldab lahendus kahte musta auku, millel on ühine sisemus – omamoodi ussiauk, mis ühendab nende kahe musta augu sisemust.
Ja Einsteini paber, [Boriss] Podolski ja Rosen oli kvantpõimumise kohta ja omapärane viis, kuidas see võimaldab süsteeme üksteisega korreleerida viisil, mida me ei saa kirjeldada klassikalise teabega.
Ja mida me oleme viimase 10 aasta jooksul hindama hakanud: need kaks nähtust, kvantpõimumine ja ussiaugud ruumis, on üksteisega tihedalt seotud. Tegelikult võib neid vaadelda kui kahte võimalust sama asja kirjeldamiseks. See on füüsikas tavaline asi ja annab väga jõudu. Kui meil on sama nähtuse kirjeldamiseks kaks erinevat viisi, mis näevad üksteisest väga erinevad, kuid kirjeldavad täpselt sama füüsikat, võib see anda meile võimaluse saada sügavam arusaam.
Ja mida me praegu hindame ja mida me saame kõige paremini mõista kvantgravitatsiooni versioonis üsna selgelt öelda, on see, et kui kaks musta auku üksteisega väga tugevalt takerduvad, ühendab need ruumis ussiauk.
Alice'il võib olla oma must auk ja Bobil võib olla oma ning kui nad on üksteisega takerdunud, tähendab see, et Alice ja Bob võivad mõlemad oma musta auku hüpata. Ja siis võiksid nad kohtuda ja võib-olla mõneks ajaks suhte luua, kuigi nad on määratud, nagu Romeo ja Julia, tabama singulaarsust ja hävima. Kuid me saame selle veelgi lõbusamaks muuta ja siin tulebki teleportatsioon sisse.
Me saame teha ussiaugu kosmoses just õigetes tingimustes läbitavaks. Algne ussiauk, mida algselt kirjeldasid Einstein ja Rosen, on näide mitteläbitavast ussiavast. See tähendab, et sa ei saa ühest otsast sisse hüpata ja teisest otsast välja tulla. Kuid me oleme aru saanud, et tegelikult on kvantteoorias võimalik saata negatiivse energia impulss musta auku. Kui saadate ainet tavaliselt musta auku, paneb see selle sündmuste horisondi veidi väljapoole liikuma, see negatiivne energiaimpulss võib panna selle liikuma natuke sissepoole. Ja see on just see, mida me vajame, et Alice saaks natuke või kubiti oma musta auku visata ja see Bobi otsas välja tuleks.
Selle kirjeldamiseks on alternatiivne viis, mis tähendab, et see on tõesti kvantteleportatsiooni vorm.
Nii et ma arvan, et see on tõesti lõbus, sest see viitab sellele, et gravitatsiooniline intuitsioon võib aidata meil mõista väga keeruliste kvantsüsteemide käitumist, mis muidu tunduksid väga ebaintuitiivsed.
LEVIN: See on täiesti vinge ja põnev pööre süveneda nii sügavale kvanti, et püüda mõista laiaulatuslikke nähtusi, nagu mustade aukude olemasolu või nende ellujäämine.
Ja ma esitan ühe küsimuse, mis puudutab mustade aukude aurustumist ja seda, kuidas kvantteleportatsioon võib olla asjakohane, et mõista, kuidas Alice oma musta auku hüppamise korral ei pruugi tema teave lõpuks kaduda ja et kvantteleportatsioon võib viis, kuidas saaksime taastada, mis juhtus Alice'iga pärast seda, kui ta hüppas musta auku.
PRESKILL: Noh, ma teadsin, et kui ma Janna Leviniga kokku sain, räägime lõpuks mustadest aukudest.
LEVIN: [naermine] Ma võin muuta iga vestluse vestluseks mustade aukude teemal.
PRESKILL: Siin pole üllatust.
Tegelikult arvan, et see, mida ma just kirjeldasin, annab meile ülevaate protsessist, mille käigus teave mustadest aukudest välja pääseb, mida meie arvates see ka teeb. Füüsikaseadused ei luba teavet hävitada, isegi kui see kukub mustadesse aukudesse ja mustad augud aurustuvad. See lihtsalt segatakse üles mingil kujul, mida on äärmiselt raske lugeda. Seal on mingi paikkonna rikkumine. See on füüsika kõige olulisem või üks põhiprintsiipe. Me viitasime sellele varem - see teave ei saa liikuda kiiremini kui valguse kiirus.
Kuid mõnes mõttes liigub teave mustast august välja pääsemiseks valgusest kiiremini. Valgus on sees lõksus, teave pääseb välja. Ja see viitab sellele, et põhjusliku seose mõiste – see, kuidas me sellest tavaliselt mõtleme, et info liikumise kiirusel on kiirusepiirang – ei vasta kõikides tingimustes rangelt tõele. Seda põhimõtet võib rikkuda.
Ja aegruum ise ei pruugi tegelikult olla põhimõiste. Pigem on see an mõne keeruka kvantsüsteemi tekkiv omadus millesse asjad on väga sassis.
Kuidas siis on võimalik, et me tavatingimustes arvame, et see põhjuslikkuse mõiste näib olevat nii rangelt täidetud? Noh, ma arvan, et meil on sellele vastus ja see on üsna huvitav, et see on seotud kvantarvutusega.
Meie arvates on võimalik rikkuda põhjuslikku seost, et saata teavet valgusest kiiremini. Kuid selleks on vaja sellist kvantarvutust, mida võiksite teha kvantarvutis, mis on nii keeruline ja nii võimas, et me ei saa seda kunagi praktikas teha.
Niisiis, me peaksime suutma lahti rebida ruumi minu Californias ja sinu, Janna, New Yorgis. Põhimõtteliselt saame. Praktikas on seda nii tohutult raske teha, see nõuaks nii võimsat arvutust, et see ei õnnestu kunagi.
LEVIN: Tähelepanuväärne. Nüüd, John, olete veetnud palju oma elust, püüdes mõista mõningaid kvantteooria kõige tabamatumaid ja väljakutsuvamaid kontseptsioone. Mis pakub teile rõõmu teoreetilise füüsika ja kvantteleportatsiooni uurimisel?
PRESKILL: Noh, mind on üsna lihtne lõbustada, nii et paljud asjad pakuvad mulle rõõmu. Kuid nii küsimused kui vastused võivad pakkuda rõõmu. Ideed, mida te pole kunagi varem kuulnud ja millest saate aru, on sügavad ja põnevad, võivad tuua rõõmu. Nii et kui ma esimest korda mõistsin, et me saame teoreetiliselt – ja ma arvan, et lõpuks ka praktikas – ehitada kvantarvuteid, mis on nii võimsad, et suudavad lahendada probleeme, mida me ei suudaks kunagi lahendada, kui see oleks klassikaline maailm, oli omamoodi üks õnnelikumaid hetki nii sügava ja huvitava ideega kokku puutuda. Ja sellele mõtlemine viis mind lõpuks oma uurimistöö suunda muutma.
LEVIN: See on nii ilus värk. Oleme rääkinud Caltechi teoreetilise füüsiku John Preskilliga kvantteleportatsiooni uskumatust olemusest ja võimalikest rakendustest. John, tänan teid nii palju, et olete täna meiega.
PRESKILL: Mul oli tore, Janna. Aitäh.
LEVIN: mina ka. Rääkida on alati lõbus. 'Varsti.
[Teemaesitused]
LEVIN: "The Joy of Why" on taskuhäälingusaade Quanta Magazine, toimetuslikult sõltumatu väljaanne, mida toetab Simons Foundation. Simonsi fondi rahastamisotsused ei mõjuta teemade valikut, külalisi ega muid toimetusotsuseid selles taskuhäälingus ega Quanta Magazine.
“The Joy of Why” on produtseerinud PRX Productions. Tootmismeeskond on Caitlin Faulds, Livia Brock, Genevieve Sponsler ja Merritt Jacob. PRX Productionsi tegevprodutsent on Jocelyn Gonzales. Morgan Church ja Edwin Ochoa pakkusid täiendavat abi. Alates Quanta Magazine, John Rennie ja Thomas Lin andsid toimetusjuhiseid, keda toetasid Matt Carlstrom, Samuel Velasco, Nona Griffin, Arleen Santana ja Madison Goldberg.
Meie teemamuusika pärineb APM Musicust. Julian Lin mõtles välja taskuhäälingusaate nime. Episoodi kunst on Peter Greenwoodilt ja meie logo autorid Jaki King ja Kristina Armitage. Eriline tänu Columbia ajakirjanduskoolile ja Bert Odom-Reedile Cornell Broadcast Studios'is.
Olen teie peremees, Janna Levin. Kui teil on meile küsimusi või kommentaare, saatke meile e-kiri aadressil . Aitah kuulamast.
- SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
- PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
- PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
- PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
- PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
- Allikas: https://www.quantamagazine.org/what-is-quantum-teleportation-20240314/
- :on
- :on
- :mitte
- : kus
- ][lk
- $ UP
- 1
- 10
- 40
- 50
- a
- Võimalik
- MEIST
- sellest
- Quantumist
- absoluutselt
- õnnetus
- omandama
- üle
- tegevus
- tegelikult
- Ad
- Täiendavad lisad
- edendama
- ettemaksed
- edeneb
- ADEelis
- mõjutada
- pärast
- vastu
- kokkulepitud
- alice
- Materjal: BPA ja flataatide vaba plastik
- võimaldama
- võimaldab
- peaaegu
- mööda
- Ka
- alternatiiv
- Kuigi
- alati
- hämmastav
- vahel
- võimendama
- an
- analoog
- ja
- Teine
- vastus
- vastuseid
- ennetada
- ennetamine
- mistahes
- midagi
- lahus
- app
- ilmuma
- ilmunud
- õun
- rakendused
- kehtib
- hindama
- OLEME
- PIIRKOND
- ümber
- Kunst
- AS
- aspektid
- koondatud
- Abi
- eeldab
- At
- aatom
- teadlik
- tagasi
- Halb
- BE
- ilus
- sest
- muutuma
- olnud
- enne
- käitumine
- on
- Uskuma
- BEST
- Parem
- vahel
- Suur
- suurim
- bioloogia
- Natuke
- bits
- Must
- Must auk
- mustad augud
- tera
- Boris
- mõlemad
- Kast
- Murdma
- tooma
- Toob
- ülekanne
- brock
- ehitama
- kuid
- by
- California
- helistama
- kutsutud
- tuli
- CAN
- Saab
- ei saa
- juhul
- Rakke
- keskus
- kesk-
- kindel
- Tool
- raske
- võimalus
- muutma
- iseloomulik
- keemiline
- laastud
- kirik
- ring-
- asjaolusid
- lähedal
- lähedalt
- Co-Host
- Rannik
- kollektiivselt
- COLUMBIA
- kombinatsioon
- Tulema
- tuleb
- kommentaarid
- ühine
- KOMMUNIKATSIOON
- Side
- täiendavad
- keeruline
- arvutamine
- arvuti
- arvutid
- arvutustehnika
- mõisted
- Kondenseeritud aine
- Tingimused
- Võta meiega ühendust
- seotud
- ühendamine
- ühendus
- ühendab
- kontrollida
- Vestlus
- jahe
- tuum
- cornell
- parandada
- Korrelatsioon
- korrelatsioonid
- võiks
- riik
- Kursus
- looma
- meeskond
- otsustav
- Praegune
- Praegu
- Kuupäevad
- tegelema
- otsused
- sügav
- sügavam
- sügavalt
- määratlus
- tarnima
- esitatud
- süvenema
- kirjeldama
- kirjeldatud
- kirjeldab
- Kirjeldades
- kirjutuslaud
- hävitama
- hävitatud
- detailid
- arendama
- arenev
- seade
- DID
- erinevus
- erinev
- suund
- kaovad
- kaduv
- avastus
- arutama
- arutatud
- kaugus
- levitada
- do
- ei
- Ei tee
- teeme
- Ära
- Hukule määratud
- Uks
- uksed
- alla
- dramaatiliselt
- sõidu
- iga
- Ajalugu
- Varajane
- Varajane universum
- maa
- lihtne
- Juhtkiri
- Edwin
- mõju
- Einstein
- kumbki
- volitama
- volitamine
- võimaldama
- võimaldab
- kodeeritud
- kohtumine
- lõpp
- energia
- piisavalt
- takerdumine
- lõbustama
- täielikult
- episood
- võrdne
- võrrandid
- oluline
- asutades
- Isegi
- sündmus
- lõpuks
- KUNAGI
- Iga
- kõik
- igapäevane
- igaüks
- kõik
- täpselt
- näide
- erutatud
- põnev
- täidesaatev
- Produtsent
- olemasolu
- olemas
- ootama
- katseid
- ekspertide
- selgesõnaliselt
- Ekspluateeri
- Exploited
- uurida
- Avastades
- laiendades
- silm
- asjaolu
- juga
- kuulus
- suurepäraselt
- kaugele
- Far Cry
- lummav
- KIIRE
- kiiremini
- Lemmik
- viga
- vähe
- vähem
- Ilukirjandus
- väli
- Joonis
- arvasin
- leidma
- esimene
- eest
- Sundida
- ette näha
- ettenägelikkus
- vorm
- Sihtasutus
- Asutaja
- värske
- Alates
- lõbu
- põhiline
- põhimõtteliselt
- rahastamise
- naljakas
- suunatud
- Üldine
- saama
- saab
- saamine
- Andma
- andmine
- maakera
- Goes
- läheb
- hea
- sain
- antud
- gravitatsiooniliste
- raskus
- suur
- suurem
- Greenwood
- Greif
- murranguline
- online
- juhised
- olnud
- Pool
- pooled
- käsi
- juhtuda
- juhtus
- Juhtub
- juhtub
- Raske
- Olema
- he
- kuulnud
- aitama
- siin
- siin
- Suur
- rohkem
- kõrgelt
- teda
- tema
- Tulemus
- Auk
- Augud
- silmapiir
- võõrustaja
- Kuidas
- Kuidas
- aga
- HTML
- http
- HTTPS
- sada
- i
- idee
- ideid
- if
- IKEA
- kujutage ette
- mõju
- oluline
- kehtestama
- in
- Kaasa arvatud
- uskumatu
- uskumatult
- sõltumatud
- näitab
- mõju
- info
- sees
- ülevaade
- otsekohe
- Instituut
- juhised
- instrument
- intellektuaalne
- ette nähtud
- huvitatud
- huvitav
- interjöör
- Internet
- intervjuud
- sisse
- kehtestama
- intuitsioon
- probleem
- IT
- ITS
- ise
- jacob
- John
- liitunud
- ajakirjandus
- teekond
- rõõm
- hüppama
- Hüppas
- hüppab
- lihtsalt
- Võti
- kilomeetrit
- Laps
- kuningas
- Teadma
- teatud
- labor
- laborites
- suur
- suuremahuline
- viimane
- Seadused
- Juhtimine
- juhtivate
- Led
- vähem
- hoob
- elu
- valgus
- nagu
- Tõenäoliselt
- LIMIT
- lin
- LINK
- Kuulamine
- vähe
- Elab
- liising
- logo
- Pikk
- Vaata
- Vaatasin
- otsin
- kaod
- kadunud
- Partii
- palju
- ajakiri
- tegema
- TEEB
- Tegemine
- juhitud
- Vastama
- materjalid
- matemaatika
- Matt
- küsimus
- mai..
- võib olla
- me
- keskmine
- vahendid
- mõõtma
- mõõtmine
- mõõdud
- mehaanika
- meditsiin
- Vastama
- mic
- võib
- meeles
- miss
- vigu
- Hetki
- rohkem
- Morgan
- kõige
- liikuma
- Filmid
- liikuv
- palju
- mitmekordne
- muusika
- my
- Mõistatus
- nimi
- nathan
- loodus
- vajalik
- Vajadus
- vaja
- negatiivne
- mitte kunagi
- Uus
- Uued tehnoloogiad
- New York
- ei
- sõlmed
- normaalne
- Tavaliselt
- Mõiste
- nüüd
- tähelepanek
- jälgima
- OCHOA
- of
- maha
- oh
- Vana
- on
- kunagi
- ONE
- ainult
- avatud
- töö
- or
- et
- tavaline
- originaal
- algselt
- Muu
- muidu
- meie
- välja
- üle
- enda
- paar
- paari
- Paber
- dokumendid
- osa
- osad
- omapärane
- Inimesed
- inimeste
- suurepäraselt
- täitma
- ehk
- Peter
- farmaatsiatooted
- nähtus
- Footonid
- füüsiline
- Füüsiliselt
- füüsik
- Füüsika
- korjamine
- tükki
- Koht
- planeet
- Platon
- Platoni andmete intelligentsus
- PlatoData
- mängima
- mängib
- palun
- podcast
- Taskuhääling
- Punkt
- võimalik
- võimalik
- potentsiaal
- võim
- võimas
- võimetu
- Praktiline
- tava
- täpselt
- Täpsus
- ennustada
- Valmistama
- valmis
- ilus
- põhimõte
- põhimõtted
- era-
- tõenäoliselt
- probleeme
- protsess
- Toodetud
- tootja
- Produktsioon
- lavastused
- Õpetaja
- lubadus
- omadused
- kinnisvara
- kaitstud
- tingimusel
- avaldamine
- pulss
- puhas
- panema
- kvaliteet
- Kvantamagazin
- Kvant
- Kvantarvuti
- kvantarvutid
- kvantarvutus
- kvantne takerdumine
- kvantteave
- kvantmõõtmine
- Kvantmehaanika
- kvantosakesed
- kvantsüsteemid
- kvanttehnoloogia
- qubit
- kubitid
- küsimus
- Küsimused
- üsna
- juhuslik
- juhuslikkus
- valik
- pigem
- Lugenud
- reaalne
- mõistma
- tõesti
- põhjus
- põhjustel
- saadud
- hiljuti
- Taastuma
- viitama
- nimetatud
- seotud
- suhe
- suhtelisus
- asjakohane
- tähelepanuväärne
- KORDUVALT
- nõudma
- Vajab
- teadustöö
- suhtes
- kaasa
- revolutsiooniline
- murranguliseks muuta
- õige
- Roll
- Ütlesin
- sama
- rahul
- ütlema
- ketendamine
- Kool
- teadus
- Teadus ja tehnoloogia
- Ulme
- teaduslik
- vaata
- tundub
- tundub
- valik
- saatma
- saatmine
- tunne
- Tundlikkus
- Saadetud
- eri
- seade
- Jaga
- jagatud
- ta
- peaks
- signaale
- sarnane
- lihtne
- omapära
- hiilima
- So
- Ühiskond
- lahendus
- Lahendused
- LAHENDAGE
- mõned
- kuidagi
- midagi
- mõnikord
- varsti
- keeruline
- helid
- Ruum
- rääkima
- rääkimine
- eriline
- kiirus
- kasutatud
- Spotify
- algus
- riik
- väljavõte
- Ühendriigid
- Veel
- Lugu
- strateegiad
- tugevalt
- stuudiod
- Uuring
- teema
- edukas
- edu
- selline
- Soovitab
- toetama
- Toetatud
- kindel
- Pind
- üllatus
- ellujäämine
- Vahetatakse
- süsteem
- süsteemid
- Võtma
- võtab
- rääkima
- rääkimine
- meeskond
- Tehniline
- Tehnoloogiad
- Tehnoloogia
- öelda
- tingimused
- kui
- tänama
- tänan
- et
- .
- teave
- Riik
- maailm
- oma
- Neile
- teema
- SIIS
- teoreetiline
- teooria
- Ravimeetodid
- Seal.
- Need
- nad
- asi
- asjad
- mõtlema
- Mõtlemine
- see
- Thomas
- need
- kuigi?
- arvasin
- tuhat
- kolmemõõtmeline
- Läbi
- viskama
- aeg
- et
- täna
- kokku
- ütles
- liiga
- võttis
- Teemasid
- puudutama
- suunas
- Tõlge
- lõksus
- reisima
- Reisimine
- proovitud
- tõsi
- tõeliselt
- püüdma
- üritab
- Pöörake
- lülitub
- kaks
- liigid
- lõpuks
- all
- mõistma
- mõistmine
- mõistab
- arusaadav
- Universum
- kui
- us
- kasutama
- Kasutatud
- kasulik
- kasutu
- kasutamine
- tavaliselt
- variant
- versioon
- väga
- kaudu
- rikutud
- RIKKUMINE
- visualiseeri
- tahan
- tagaotsitav
- tahab
- oli
- raisatud
- Tee..
- kuidas
- we
- webp
- teretulnud
- Hästi
- läks
- olid
- M
- Mis on
- mis iganes
- millal
- kas
- mis
- kuigi
- kogu
- miks
- will
- soov
- koos
- ilma
- imeline
- sõna
- Töö
- maailm
- ussiaugu
- oleks
- aastat
- jah
- eile
- veel
- york
- sa
- Sinu
- sinu
- sephyrnet
- null