Применение

Сегодня квантовая телепортация – одно из самых перспективных направлений науки. Выдающиеся ученые 40 стран мира и целые лаборатории занимаются его активным освоением. Какую пользу могут принести новые знания человечеству?

На практике основная надежда, связанная с эффектом телепортации (или близким к нему эффектом обмена перепутанными состояниями), состоит в квантовой коммуникации. Казалось бы, от передачи состояний микроскопических частиц пользы немного. Но у квантовой коммуникации есть преимущество перед всеми остальными каналами связи: она позволяет вести абсолютно безопасную передачу сигналов. Если злоумышленник попытается «подслушать» фотоны, несущие информацию по квантовому каналу, то он неизбежно будет замечен. Согласно фундаментальному закону квантовой физики, на котором основан такой метод защиты, как квантовая криптография, микроскопическое состояние материи нельзя измерить, не изменив его.

Именно это свойство можно использовать для безопасной передачи данных на большие расстояния, кодируя их в квантах света. В таком случае, если на пересылаемые данные кто-то посягнет, получатель обязательно это определит.

Эффект квантовой телепортации может быть использован не только при передаче закрытой информации, но и при создании элементов квантового процессора. «Сейчас активно разрабатывается применение квантовой телепортации в устройствах квантовых вычислений, когда разные элементы процессора не могут по каким-то причинам быть непосредственно соединены прямыми каналами связи», – рассказывает доктор физико-математических наук, профессор кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ Сергей Кулик. В разных странах проводится множество исследований, цель которых внедрить в широкую практику квантовый компьютер - гипотетическое устройство, использующее квантовые свойства материи для вычислений.

Предполагается, что он будет способен решать поставленные задачи в тысячи раз быстрее, чем его классический аналог. Данные в квантовом компьютере будут храниться на атомном уровне, а операции будут производиться  с кубитами – квантовыми разрядами (а не с битами, как в обычном компьютере).

В июне 2008 года ДжеффКимбл из Калифорнийского технологического института предложил концепцию квантового интернета, который, как считают, превзойдет по всем параметрам известные на сегодняшний день сети. По мнению Александра Львовского, квантовый интернет, скорее всего, превзойдёт классический лишь в некоторых аспектах – например, в безопасности. Что же касается скорости и особенно дешевизны, то классическим коммуникациям долго не будет равных. Поэтому основная доля информации будет по-прежнему передаваться по оптическим сетям.[6.6]

Литература

6.1Журнал «Physical Review Letters» http://www.Aip.Org/png/html/teleport.Htm

6.2  А. С. Давыдов Квантовая механика, 2-ое изд., — М.: Наука, 1973.

6.3 Баргатин И. В., Гришанин Б. А., Задков В. Н. Запутанные квантовые состояния атомных систе.

6.4 Barnum, H., Barrett, J., Leifer, M., and Wilce, A. (2008) “Teleportation in General Probabilistic Theories.”

6.5 W.K. Wootters and W.H. Zurek, A Single Quantum Cannot be Cloned, Nature 299 (1982), pp. 802-803.

6.6 Анна Акулич Журнал Discovery “Квантовые игры»”.

7. Волоконно-оптические линии связи. Принцип работы оптических волоконных световодов. Потери в волокнах. Дисперсия волокон.

Волоконно-оптические системы передачи (ВОСП) играют важную роль в современной связи. Оптическое волокно и волоконная оптическая техника – основа ВОСП, первое – как среда для оптической цифровой передачи, вторая – как набор средств, дающих возможность осуществления такой передачи.

Рис.1 Модель волоконно-оптической системы передачи.

История развития волоконно-оптических линий связи началась в 1965-1967 гг., когда появились опытные волноводные линии связи для передачи широкополосной информации, а также криогенные сверхпроводящие кабельные линии с малым затуханием.