Невозможно построить практическую квантовую телекамеру

Обмен квантовой информацией так же, как мы транслируем телевизионные или радиопрограммы, может быть непрактичным – даже для математических схем, которые обойдя ограничения, связанные с квантовой физикой.

Мы давно знаем, что квантовые копировальные машины никогда не могут существовать, потому что законы квантовой физики запрещают любую часть квантовой информации от дублированияправило, называемое теоремой без клонирования. Но тогда физики начали изучать, могут ли они избежать нарушения этого закона и все еще распространять – или транслировать – копии квантовой информации многим приемникам.

Для этого исследователи должны были бы позволить квантовым копиям немного отличаться и добавить новые шаги обработки информации для приемников. Сейчас, Женхуань Лю в Университете Цинхуа в Китае и его коллегах показали, что эти схемы могут быть чрезмерно непрактичными.

«В квантовом мире нет« Ctrl+C », – говорит Лю. «Если вы хотите отправить квантовую информацию на несколько приемников, нет эффективного ярлыка – вам просто нужно подготовить достаточно копий и отправить каждый из них».

Исследователи сосредоточились на ранее предложенном протоколе для «виртуального квантового вещания», где информация манипулирует, так что разные состояния коррелируют друг с другом, но не являются прямыми физическими копиями друг друга. В этом случае, Сообщение Доставляемый в каждый приемник не будет точной копией, но копии будут иметь достаточно свойства, чтобы быть полезными. Это сопоставимо с ситуацией, в которой телевизионная сеть одновременно транслирует немного отличную сериализованную драму для каждого домохозяйства, но в среднем сохраняет историю. Хотя этот протокол, безусловно, работает, говорит член команды Сянджин Лю В Национальном университете Сингапура исследователи хотели знать, эффективно ли это.

Они количественно определили, сколько усилий придется пройти, чтобы информация, которая охватывает их, будет полезной, несмотря на то, что они не являются идентичными. Этот математический анализ привел их к выводу, что практического квантового вещания может просто не существовать.

Противостоятельно, даже эта измененная версия подхода к квантовому вещанию – сродни отправке группы группы, где каждый получает сообщение одновременно – потребует больше ресурсов, чем метод, больше похожий на написание отдельного письма каждому получателю с нуля, говорит член команды Юнлонг Сяо в агентстве по науке, технологиям и исследованиям в Сингапуре.

«Если ваша единственная цель – просто распределять квантовые состояния в разные места, я думаю, что изучение виртуального квантового вещания, безусловно, является неправильным подходом», – говорит говорит Seok Hyung Lie в Ульсанском Национальном институте науки и техники в Южной Корее. Он говорит, что протокол всегда был задуман как исследование фундаментальных ограничений на процессы теории квантовой информации, а не практического рецепта для квантовая связьПолем

Паоло Перинотти в Университете Павии в Италии говорит, что работа команды заслуживает похвалы в качестве математических усилий, но также и о том, что он думает, что она вряд ли окажет немедленное влияние на квантовые технологииПолем

В дальнейшем исследователи также заинтересованы в теоретических уроках их текущего анализа. Это может помочь нам понять, какие корреляции – будь то между квантовыми состояниями, распределенными в космосе, или отправлены один за другим – разрешены и могут манипулировать. Сяньцзин Лю говорит, что работа может стать частью новой основы для понимания квантовых процессов, которые разделяет время и пространство Меньше, чем традиционные подходы.