量子远程传送器创建激光束克隆

2017-04-16 03:01:17

作者:Jeff Hecht量子物理学家已经超越传送单个光子,模仿经典的科幻场景 - 一种传送机器,可以产生两个几乎完全相同的原件在最初的“星际迷航”系列的第五集中,运输车发生故障,并向星舰企业公司发送了两份柯克船长副本,这些副本看起来完全不同,但表现不一样一项新的实验现在已经证明了“量子telecloning” - 将整个激光束传输到两个不同的地方然而,研究人员之一,英国约克大学的Sam Braunstein表示,这两个新光束彼此略有不同,而原始光束是量子力学产生的固有差异如果两个光子在不同方向上发送,则由相同光源同时产生的光子可以显示出特殊的纠缠量子隐形传态利用了这种纠缠状态量子力学要求纠缠光子的特性在测量之前仍然是未知的 - 但观察一个光子瞬间决定了它的“纠缠”伙伴的性质,无论两者之间有多远在传统的量子隐形传态中,发送器将要传送的光子与一对纠缠光子中的一个相结合,然后测量它们的组合量子状态第二个纠缠光子瞬间呈现出一组量子特性,包括输入光子的量子态以及混合状态下原始纠缠光子的信息该过程实际上破坏了原始输入光子量子telecloning利用不同类型的纠缠,可以扩展到多个位置可以纠缠激光束以连接三个点 - 一个发送器和两个接收器如在量子隐形传态中,输入信号与发送点处的纠缠波束组合,然后进行测量,并且关于其量子状态的信息被发送到两个接收器,每个接收器重新创建输入波束但是有一个问题!量子力学还要求仅仅测量粒子的位置会扰乱粒子的位置,从而限制其可靠复制的准确性 - 这一概念被称为不确定性原理这使得不可能产生精确的光束克隆由日本东京大学的Akira Furusawa领导的实验在不确定的范围内重建了激光束的特性,例如振幅和相位团队从原件复制的两个光束的不确定范围之间的“保真度”或重叠程度为58%由于不确定性原则,最大可能的保真度将为66%虽然这个分数听起来很低,但副本实际上非常好,因为两个光束的不确定性范围紧密相关因此,差异远小于两个柯克斯船长之间的差异,其中一个人拥有所有原始的优良特性,而另一个人则完全不好 Braunstein说,量子telecloning只会改变Kirk的一些原始特征,并且不会戏剧性地改变他的角色但他指出,但是,在故事结束时,通过重新组合两个柯克斯,它是否能够解决情节复杂性期刊参考:物理评论快报(第96卷,