Két irányú kommunikációt értek el mindössze egy kvantumrészecskével

Hagyományos módon az információ egy irányba halad – a küldőtől a fogadóig. A Bécs Egyetem és az Ausztriai Tudományos Akadémia fizikusainak új tanulmánya szerint a kvantum világban az információ képes egyszerre két irányba is haladni, ami a klasszikus fizika szerint lehetetlen.

A klasszikus kommunikáció során – mint amilyen az email, SMS vagy a telefonhívás – az információt egy hordozó részecske vagy jel juttatja el a célponthoz, melyek egy időben csak egy irányba tudnak haladni. A kétirányú kommunikációhoz így meg kell várni, amíg az információ eljut a célponthoz, aki ezután visszaküld egy választ. Klasszikusan emiatt egy részecske segítségével nem érhető el kétirányú kommunikáció.

Azonban most éppen ezt sikerült elméleti síkon igazolniuk a kutatóknak a kvantumvilágban. Ehhez egy olyan kvantumrészecskét használnak, amit két különböző helyen helyeztek szuperpozícióba – ami azt jelenti, hogy a részecske mindkét helyen “egyszerre jelen van”. Emiatt azonban mindkét fél képes ugyanabban az időpontban üzeneteket kódolni a részecskébe.

“Vegyük például a legegyszerűbb esetet, aminél két játékos, Aliz és Bob egyszerű információkat akarnak cserélni, mondjuk vagy nulla vagy egyes formában,” mondta Borivoje Dakić, a kutatás egyik vezetője. “Ezeket a biteket egyszerre kódolják közvetlen a kvantum részecske szuperpozíciós állapotába. Amikor az információt sikerült kódolniuk, a partnerek a saját ‘kvantum részecske részüket’ a másikuk irányába küldik.”

A két partner között félúton egy közös eszköz helyezkedik el – ami például kísérleti úton egy sugárelosztó lehet.

“A részecskék által hordozott üzenetek feltételei határozzák meg, hogy amikor a részecske a közös eszközhöz ér, akkor Alizhoz vagy Bobhoz verődjön vissza,” mondta Dakić. “Pontosabban a közös eszköz a részecskét ‘okos módon’ irányítja, hogy végül Aliz és Bob is megkapják a nekik szánt bitet (üzenetet). Például, ha egy részecske Aliznál köt ki, akkor tudhatja, hogy Bob bitje épp ellentétes volt az övével és ez visszafelé is igaz.”

Így végül mindkét fél képes üzenetet küldeni és fogadni annyi idő alatt, melynél korábban, a hagyományos részecskékkel csak egy irányú üzenetet tudtak küldeni.

Ezeket az elméleti eredményeket a kutatóknak kísérleti úton is sikerült igazolniuk és a kísérletek abban is megerősítették a csapatot, hogy az új módszer biztonságos és anonim kommunikációt tesz lehetővé – főleg amiatt, hogy a lehallgató személy nem tudja eldönteni, hogy ki a küldő és ki a fogadó. Így ennek a fejlesztésnek még szerepe lehet az egyre jobban körvonalazódó kvantum kommunikációban – ami mind sebességben mind pedig biztonságban lekörözheti a hagyományos technikát.

Forrás: arxiv.org

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.