В фотоне уместилось рекордное количество информации

Квантовое плотное кодирование: Алисе (слева) и Бобу (справа) посылается по одному фотону из запутанной пары, которая может находиться в одном из четырех состояний. Боб может либо оставить ее в том же состоянии, либо воздействовать на свой фотон и перевест

Специалистам по квантовой коммуникации удалось передать с помощью одного фотона рекордное количество информации – 1,63 бита, сообщает журнал New Scientist со ссылкой на статью в Nature Physics.

В классическом случае с одним фотоном можно передать один бит информации – фотон находится в одном из двух возможных состояний, определив, в каком именно, адресат получает один бит. Ученые давно стремятся увеличить "емкость" фотона, повысив пропускную способность канала и скорость передачи данных. Теоретически это возможно, но мешает несовершенство современных приборов.

Один из используемых методов увеличения емкости – квантовое плотное кодирование – основан на способности пары фотонов находиться в запутанном состоянии. Свойства одного фотона изменяются одновременно со свойствами другого фотона, с которым он запутан, даже если они разнесены в пространстве.

Схема квантового плотного кодирования приведена на иллюстрации: отправитель (Боб) и адресат (Алиса) получают по фотону, причем фотоны запутаны друг с другом. Боб приводит пару в одно из четырех возможных состояний (воздействуя лишь на свой фотон) и передает Алисе эту информацию (пересылая, опять же, лишь один фотон). Таким образом, измерив состояние пары, Алиса в идеальном случае могла бы получить два бита, хотя для их передачи использовался лишь один фотон.

В реальности, однако, этого не происходит: современные оптические устройства не позволяют различить все четыре состояния запутанной пары фотонов, максимум – три. Таким образом, Алиса может получить максимум log23 – 1,585 бита информации.

Хулио Баррейро (Julio Barreiro) и его коллегам из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн удалось улучшить этот результат, повысив способность детектора (Алисы) распознавать состояния. Группа Баррейро придала фотону орбитальный угловой момент, заставив его двигаться по спирали. Угловой момент сам не является носителем информации, но позволяет детектору лучше определить, в каком состоянии находится пара. Довести объем передаваемой информации до двух бит опять же пока не удалось, лучший практический результат – 1,63 бита, что, однако, уже является рекордом.

Обсудить
Наука и техника00:03Сегодня
Проект наземной мобильной версии электромагнитной пушки

И так сойдет

Америка прекратила разработку сдерживающего Россию оружия
«Этим проклятым американцам мы еще покажем!»
Афганцы полюбили русских и возненавидели США
Реджеп Тайип ЭрдоганВ спину не больно
Россия забыла обиды и взахлеб дружит с Турцией
Кровавый конвейер
На Гаити круглый год режут и свежуют скот
Кровавая ривьера
Франция отстреливает врагов по всему миру, пока никто не видит
Бузовой не снилось
Участники американского «Дома-2» заработали миллионы на сексе и чистке туалетов
Уличная магия
Иногда все самое необычное происходит прямо у вас под носом
Бесконечное умиление
У них кривые челюсти и не хватает лап, но это не мешает им быть звездами сети
Тест лучшей BMW M5
Знакомимся с первой полноприводной «эмкой» на серпантинах Португалии
Невероятные стартапы, которые изменят жизнь водителей
Автомат по продаже машин, встроенный алкотестер и так далее
Самые необычные фары в истории
Головная оптика, от которой можно офонареть
«Кроссоверы», которые мы заслужили
Смертельная битва Lada Vesta SW Cross, Kia Rio X-Line и Renault Sandero Stepway
«Надо сразу прощаться, ведь жизнь проходит»
Квартирный вопрос довел пенсионеров до развода
Вы сняли, вас сняли
Мир охватила эпидемия секс-скандалов из-за арендованных квартир
Панельная романтика
Помните ли вы здания из лучших советских фильмов: тест
Нихао себе
Хибара из китайской глубинки стала лучшим зданием 2017 года