【Alice 和 Bob 溝通無障礙轉移單光子】

明道 · 發表於 2014-8-18 13:43:06

【Alice 和 Bob 溝通無障礙轉移單光子】

無粒子的交互作用？

在沙烏地阿拉伯和美國的研究人員說原則上，兩人配備合適的光學器件應能夠不轉移甚至單個光子交換資訊。

工作基於在 1993 年無相互作用測量被稱為以色列物理學家 Avshalom Elitzur 和 Lev Vaidman 提出一個想法。

這涉及到使用光無其實跳動關閉它任何光子檢測物件存在。

Elitzur 和 Vaidman 認為波-粒二象性光支配阻礙內干涉儀的兩個路徑之一的物件可以摧毀的干涉圖樣中該設備，即使沒有光子實際上接觸到它 — — 一個假設後來證實實驗。

另一組研究人員去年用於原理量子機械編碼為創建金鑰的加密和解密的秘密消息。

在最新的工作中，一組科學家從國王阿卜杜勒-阿齊茲城市為科學和技術 (阿卜杜拉) 和德克薩斯 A & M 大學（TAMU）目的在於找出是否有可能要使用無相互作用測量交流實際的消息，而不是簡單的鍵。

為此他們使用的"量子芝諾效應"，其中"心急也"的現象。

換句話說，對一個量子系統的重複的測量防止該系統由於很高的概率測量它時崩潰會回到它的初始狀態演化。

菱形圖案

由阿卜杜拉-TAMU 團隊所設計的核心是系統的一系列的高反射光束分束器。

這個想法是愛麗絲在第一個分束器指示一個光子和鮑勃有一個探測器，放在那他可以切換，如果他願意嘗試並檢測光子的設備後面。

關掉了光子的探測器與存在於反射和分束器，允許它後反彈適當位置的兩個鏡像干擾本身通過旅行的疊加。

但與開關的探測器，光子的波函數被迫面臨崩潰，它遵循兩個路徑之一。

鑽石交易所

鑽石交易所第二分束器，被放在點在那裡兩個路徑滿足和鮑勃有該設備後面第二個探測器。

隨著進一步的兩面鏡子放在完全相同的位置關係的分束器和檢測器和配置然後重複，結果是一系列的鑽石形迴圈。

使用此設置 Bob 就能夠告訴愛麗絲他有所有的他自己和愛麗絲之間傳遞任何光子沒有接通的探測器。

所有的對探測器，芝諾效應進場和光子的波函數不斷地折疊到相同的高概率狀態 — — 反射的一個 — — 導致光子在愛麗絲的一邊的兩個輸出探測器之一註冊請點擊。

相反，當所有的探測器都關閉，波函數的重複自我干擾導致它進化和最終狀態相反觸發愛麗絲的兩個探測器中的第二。

還有一個障礙，然而。

如果 Bob 交換器上他更遙遠的探測器之一，光子的波函數將已經發展到它現在在哪裡更有可能比鮑勃的側的設備找不到的點。

換句話說，很可能他會檢測到它，擊敗該物件。

為了克服這個問題，研究人員插入一次要系列的迴圈 — — 每個完成與分束器、探測器和兩面鏡子 — — 每個人的心中的更大的迴圈，導致所謂的"鏈式量子芝諾效應"。

這個想法是迴圈的這些次要的迴圈重置的波函數在每個大，結束這樣永遠不會有大的概率，在任何的鮑勃的探測器發現光子。

無限迴圈

如果物理粒子並沒有攜帶資訊發送者和接收者之間然後做了什麼嗎？

哈蒂姆 · 薩利赫，國王阿卜杜勒-阿齊茲市科學和技術研究者認為，小學和中學的迴圈次數為無限可以保證光子總是觸發的正確探測器在愛麗絲的一邊，永遠不會完成了鮑勃的探測器 — — 如此確保溝通顆粒無之一。

或者，他們計算出一些 50 的初級線圈和 1000 多個二次回路將需要觸發正確探測器 95%的時間。

設置出大量的光學器件需要生成成功率很高的精度是不可能的實踐中研究人員說，他們卻能夠設計出一個更優雅的替代組成的只是一所小學和一二次回路，利用偏振的疊加和，再現了多個回路通過的非常精確的定時偏差的影響。

團隊成員的德克薩斯 A & M 大學 Suhail Zubairy 說的效率和穩定性的當前實驗室技術應產量的約有 70-80%的成功率。

另一個團隊，阿卜杜拉，哈蒂姆薩利赫說該集團的方法可以用於進行安全通信因缺乏實體信號。

但考慮到該方法的顯著的複雜性，它不可能呼籲商業地產發展商。

薩利赫也指出：團隊的紙，沒有關于如何索賠資訊傳播。"如果物理粒子並沒有攜帶資訊發送者和接收者之間，然後做了什麼嗎?"他補充道。

Nicolas Gisin 的日內瓦大學的說工作是"相當原始，很聰明"，描述為"非常令人費解的"非物理通信。

他說，一個關鍵的挑戰將是在量化正是多少光子或餾分的光子實際上轉移從鮑勃到愛麗絲。

研究是將發表在物理評論快報.

關於作者

愛德溫 · 裡奇是一個科學作家，設在羅馬

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