Znajdź zawartość

Laureat Nagrody Nobla biolog Luc Montagnier zaszokował świat naukowy publikując informacje o eksperymencie, który sugeruje, że DNA potrafi się... "teleportować". Niewątpliwie eksperyment wymaga powtórzenia, gdyż wielu naukowców wyraziło już wątpliwości. Zespół Montagniera użył dwóch probówek. W jednej z nich umieszczono niewielki fragment DNA, w drugiej znajdowała się czysta woda. Próbki poddano działaniu pola elektromagnetycznego o częstotliwości 7 herców. Po 18 godzinach DNA odkryto w probówce z czystą wodą. Montagnier porównał uzyskane wyniki z próbkami kontrolnymi, w których nie użyto pola elektromagnetycznego lub było ono słabsze, a czas trwania eksperymentu był krótszy. W próbkach kontrolnych nie stwierdzono przeniesienia się DNA. Badania, o ile ich wyniki się potwierdzą, mogą wstrząsnąć nie tylko podstawami biologii, ale również i fizyki kwantowej. Znany jest bowiem efekt kwantowy, który umożliwia teleportację w mikroskali. Jednak efekt ten trwa ułamki sekund, tutaj zaś mamy do czynienia z niezwykle zagadkowym zjawiskiem. Niewykluczone, że życie wykorzystuje zjawiska kwantowe do rozprzestrzeniania się. A może to samo życie jest złożoną projekcją zjawisk kwantowych i zależy od nich w niezrozumiały dla nas sposób. Ze szczegółami eksperymentu można zapoznać się w sieci [PDF].

Zespół naukowców z Uniwersytetu Tokijskiego oraz współpracujących z nimi uczonych z University of New South Wales dokonał przełomu na polu kwantowej teleportacji. Uczonym po raz pierwszy w historii udało się dokonać teleportacji całego zestawu informacji. Dotychczas teleportowano pojedyncze kwanty czy atomy, chociaż niedawno pojawiła się też informacja o teleportacji fragmentu DNA. Japońsko-australijski zespół dokonał teleportacji złożonej informacji bez utraty danych. Jednym z ograniczeń, z jakimi obecnie boryka się komunikacja kwantowa, jest utrata częśći informacji podczas procesu teleportacji. To tak, jakby w Star Treku części ciała teleportujących się osób znikały bądź pojawiały w niewłaściwych miejscach. My teleportowaliśmy informację, ale zasada jest ta sama - zagwarantowaliśmy integralność transmisji - mówi profesor Eleanor Huntington. Właściwie każda kwantowa informacja zależy od kwantowej teleportacji. Obecne badania pozwalają nam, po raz pierwszy w historii, na wiarygodne i szybkie teleportowanie kwantowej informacji. Nośnikiem informacji jest w tym przypadku światło. Dotychczas jego teleportacja była albo bardzo powolna, albo dochodziło do zmian zapisanej informacji - dodaje uczona. Kwantowej teleportacji dokonano w laboratorium profesora Akiry Furusawy z Wydziału Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Tokijskiego. Udana teleportacja światła zawierającego informacje to ważny krok w kierunku budowy komputerów kwantowych.

NTT oraz Uniwersytet w Osace poinformowały, że przed dwoma dniami (26 maja) po raz pierwszy w historii wykorzystały kwantową teleportację do przeprowadzenia kwantowych obliczeń. Powodzenie projektu było możliwe dzięki pracom grupy naukowców z NTT, której przewodzil Yuuka Tokunaka oraz profesora Nobuyukiego Imoto z Uniwersytetu w Osace. Pokazany przez nich "kwantowy komputer" był zbudowany z "obracającej się bramki" oraz "kontrolowanej bramki NOT". Naukowcy poinformowali, że "obrotowa bramka" była łatwa do stworzenia, jednak z "kontrolowaną bramką NOT" były problemy, ponieważ jej konstrukcja wymagała interakcji pomiędzy qubitami. Udało się ją zbudować, dzięki kwantowej teleportacji, czyli zjawisku polegającym na przeniesieniu stanu kwantowego pomiędzy oddalonymi od siebie splątanymi qubitami. Naukowcy splątali ze sobą cztery fotony uzyskane za pomocą konwersji parametrycznej. Technika ta pozwala na wygenerowanie pary fotonów za pomocą pobudzenia laserem nieliniowego kryształu optycznego. Wiarygodność (czyli odsetek skutecznych prób uzyskania pożądanego obiektu) wyniosła 86%, czyli jest znacznie wyższa niż to, co udawało się dotychczas osiągnąć. Naukowcy, gdy mieli już cztery splątane fotony, przeprowadzili za ich pomocą obliczenia. Japończycy planują teraz zwiększenie liczby fotonów biorących udział w obliczeniach tak, by można było wykonywać za ich pomocą dowolne operacje matematyczne.

Po raz pierwszy w historii udało się dokonać jednocześnie kwantowej teleportacji i przechować kwantowy bit w pamięci. Połączone siły naukowców z niemieckiego uniwersytetu w Heidelbergu, chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii oraz Instytut Atomowego Uniwersytetów Austriackich przesłał na odległość 7 metrów qubit (kwantowy bit) i przez krótką chwilę przechowywał go w pamięci komputera. Qubity to najmniejsze jednostki informacji w kwantowych komputerach przyszłości. W przeciwieństwie do obecnych bitów, który przechowuje wartość 0 lub 1, qubit jest ich superpozycją, czyli jednocześnie przybiera wartość 0 i 1. Ponadto qubitów nie można kopiować. Możliwe jest tylko ich przeniesienie. Podczas wspomnianego eksperymentu qubit przeniesiono za pomocą teleportacji do układu pamięci, na który składały się dwa klastry wykonane z atomów rubidu. Każdy z klastrów zawiera około miliona atomów zamkniętych w magnetooptycznej pułapce. Po teleportacji można tam przechowywać i odczytywać qubit przez 8 mikrosekund (8 milionowych części sekundy), później jego stan się zmienia. Interfejs pozwalający mapować kwantowy stan fotonu na kwantowy stan materii, a następnie odczytać go bez zmiany stanu to zasadnicza część przyszłych technologii kwantowych – powiedział profesor Jian-Wei Pan, szef zespołu badawczego. Stany kwantowe przenoszone przez qubity były zakodowane w fotonach, które przekazały je rubidowym klastrom. Te reprezentowały je w postaci wspólnego spinu wszystkich elektronów w klastrze. Najpierw naukowcy splątali polaryzację fotonów ze spinem atomów rubidu. Następnie dokonali teleportacji stanu pojedynczego qubitu za pomocą pomiaru splątanego fotonu z fotonem, który miał być teleportowany. Pomiar doprowadził do splątania obu fotonów i projekcji stanu drugiego fotonu na klaster atomów rubidu. Technika ta ma jednak poważne wady. Po pierwsze prawdopodobieństwo, że dojdzie do teleportacji jest niewielkie, po drugie informacja jest przechowywana w pamięci bardzo krótko. Dlatego też sami naukowcy prowadzący eksperyment mówią, że konieczne są jeszcze znaczne usprawnienia.

Amerykańskim naukowcom udało się splątać dwa bardzo oddalone od siebie atomy. Zespół profesora Christophera Monroe doprowadził do przekazania, czyli teleportacji, za pomocą światłowodu właściwości pomiędzy dwoma atomami iterbu, które dzieliła odległość 1 metra. Gdy mierzymy splątane obiekty zawsze zauważamy, że występuje pomiędzy nimi jakiś rodzaj korelacji – mówi Monroe. Atomy, które splątano, znajdowały się w jonowych pułapkach. Monroe twierdzi, że nawet po usunięciu łączącego je światłowodu pozostaną w stanie splątanym. Co więcej, można by jeden z nich przenieść (ostrożnie) na inną planetę, a one nadal będą splątane. Monroe nie jest pierwszym naukowcem, któremu udało się splątać atomy czy dokonać kwantowej teleportacji. Jednak jako pierwszy wykazał, że można do niej doprowadzić przy użyciu urządzeń wykorzystywanych we współczesnym przemyśle IT. Jego prace przybliżają więc moment powstania komputerów kwantowych, gdyż splątane atomy można wykorzystać jak najprostszy przełącznik logiczny.

Teleportacja ludzi to wciąż temat z zakresu fantastyki, jednak i na tym polu naukowcy notują postępy. Dotychczas przeprowadzono udane eksperymenty, podczas których na krótkie odległości teleportowano podobne obiekty, takie jak światło czy materię. Profesor Eugene Polzik i jego zespół z Instytutu Nielsa Bohra w Kopenhadze dokonali przełomu teleportując jednocześnie światło i materię. To krok dalej, ponieważ po raz pierwszy teleportowaliśmy światło i materię. Jedno było nośnikiem informacji, a drugie służyło do jej przechowywania – mówi Polzik. Po raz pierwszy teleportowano obiekt makroskopowy, składający się z bilionów atomów. Teleportacji dokonano na odległość pół metra, ale naukowcy wierzą, że uda się ten dystans wydłużyć. Już przed dwoma laty udało się teleportować dwa atomy, jednak „przeniesiono” je jedynie na odległość milimetra. Nowa metoda, dzięki wykorzystaniu światła jako nośnika, pozwala na wydłużenie dystansu. Prace Polzika nie pozwolą w najbliższym czasie na teleportację dużych obiektów. Jednak powinny znaleźć zastosowanie w opracowywanych komputerach kwantowych.