Postoji ograničenje koliko brzo podaci mogu da se kreću kroz Svemir, baš kao što postoji ograničenje koliko brzo sve ostalo može da se kreće kroz Univerzum. To je pravilo. Ali tim kvantnih fizičara, kao što to kvantni fizičari često rade, shvatio je kako to pravilo prekršiti.

U normalnim okolnostima, krajnja granica prenosa informacija – propusni opseg univerzuma – je jedan bit po osnovnoj čestici, ne pomjerajući se brže od brzine svjetlosti. To je u “klasičnom univerzumu”, način na koji se stvari ponašaju prije nego što se uključi kvantna fizika.

Evo gdje dolazi ta granica: Ako želite da pošaljete poruku od bita “1” ili “0” svom prijatelju udaljenom jednu svjetlosnu godinu, a sve što imate je samo jedan foton, možete kodirati taj jedinstveni binarni broj u foton i polati ga prema svom prijatelju brzinom svetlosti. Taj prijatelj će primiti poruku godinu dana kasnije. Ako vaš prijatelj želi da koristi ovaj foton da bi vam vratio binarnu poruku, moraćete da sačekate još godinu dana. Ako želite da pošaljete više informacija za to vreme, trebat će vam više fotona.

Međutim, u novom članku koji je objavljen 8. februara u časopisu Physical Review Letters, par kvantnih fizičara pokazao je da je teoretski moguće duplirati taj propusni opseg.

Tehnika opisana u radu, pod nazivom “Dvosmjerna komunikacija sa jednom kvantnom česticom”, ne dozvoljava vam da pošaljete svom prijatelju dva bita jednom čestica. Ali dozvoljava vama i vašem prijatelju da pošalju jedan drugom po jednu informaciju koristeći istu česticu istovremeno.

Ako dvije osobe žele da iskoriste taj trik, istraživači su napisali, oni moraju staviti česticu u “superpoziciju različitih prostornih lokacija”.

“To se obično opisuje kao postojanje na dva mjesta istovremeno”, izjavio je za Live Science, koautor Flavio Del Santo iz Univerziteta u Beču.

Realnost je malo komplikovanija, ali zamišljanje čestice na dva mjesta odjednom je korisna prečica za razumjevanje šta se ovde dešava.

Na taj način, Alice i Bob (to je ono što su Del Santo i njegov koautor Borivoje Dakić, s Instituta za kvantnu optiku i kvantnu informaciju u Austriji nazvali svojim kvantnim komunikatorima) imaju istu česticu na početku komunikacije. I svaki od komunikatora, rekao je Del Santo, može kodirati jednu bitnu informaciju, 1 ili nulu, u česticu.

Njihova komunikacija je i dalje ograničena brzinom svjetlosti. Kada Alice kodira česticu u “1”, Bob ju odmah ne vidi. Još uvjek mora da mu pošalje česticu. Ali ova situacija je posebna, jer Alice i Bob mogu svaki da kodiraju malo informacija u česticu i istovremeno ju pošalju jedan drugom.

Poruka koju svaki od njih vidi kad stigne čestica će biti rezultat njihovih sopstvenih informacija i onih od njihovog sagovornika. Ako Alisa kodira nulu i Bob 1, svi će vidjeti 1. Ali zato što Alisa zna da je stavila nulu, znaće da je Bob stavio 1. I zato što Bob zna da je stavio 1, znat će da je Alisa stavila nulu. Ako oboje stave 1, ili oboje stave nule, rezultat će biti nula.

U svakoj situaciji, oba prijemnika će znati šta će drugi poslati – i oni će se smanjiti za pola vremena, obično je potrebno za dvoje ljudi da pošalju još jedan bit pomoću jedne čestice.

Brzina prenosa je udvostručena.

Ovo radi u stvarnom svjetu

Rad, objavljen u časopisu Physical Review Letters, bio je čisto teoretski, ali su Del Santo i Dakić partneri sa timom eksperimentalista na Bečkom univerzitetu pokazali da metoda može raditi u stvarnom svjetu.

Ovaj dio njihovih rezultata još nije prošao kroz peer review i objavljivanje u časopisu, ali je dostupan na serveru preprint arXiv.

Istraživači su koristili razdjelnike snopa za odvajanje fotona u prostornu superpoziciju, što znači da su u određenom smislu bili na dva mjesta istovremeno. Na taj način, naučnici su pisali, izveli su ono što je prvi papir opisao: kodiranje bitova u podjeljene fotone, njihovo mješanje zajedno i tumačenje rezultata.

Istraživači su takođe pokazali da se, uz malo izmjene, ova tehnika mogla koristiti za obavljanje savršeno sigurne komunikacije. Ako jedan od komunikatora, Alice, unese slučajni niz bitova i Bob kodira istinitu, koherentnu poruku, nijedan prisluškivač nikada ne bi mogao saznati šta je Bob pričao Alisi, ne znajući šta je Alice kodirala, rekao je Del Santo.

Izvor: www.livescience.com