Secvențele din celebrul serial Star Trek ar putea deveni realitate. Au fost efectuate noi cercetări care fac teleportarea din ce în ce mai reală. Studiile efectuate de specialiștii de la Google Quantum AI și de la Universitatea Stanford sunt un avans în înțelegerea mecanicii cuantice, principiul care stă la baza acestui fenomen.

Cercetătorii de la Google Quantum AI și de la Universitatea Stanford au făcut pași importanți în înțelegerea mecanicii cuantice. Studiile lor aduc teleportarea mai aproape de realitate, identificând o „tranziție de fază indusă de măsurători” într-un sistem cuantic cu 70 de qubiți. Această identificare marchează un pas important în cunoașterea interacțiunii dintre măsurători și interacțiuni în lumea cuantică.

Cercetătorii au descoperit o formă unică de teleportare, deschizând astfel noi perspective în domeniul informaticii cuantice. Teleportarea ar putea să devină realitate datorită acestor noi descoperiri. Corpul uman ar putea fi dezintegrat la nivel de atomi şi recompus în forma iniţială, după transferul acestora dintr-o locaţie în alta.

Au fost făcute deja experimente în acest sens, însă nu pe oameni. Cercetătorii de la Google Quantum AI și de la Universitatea Stanford au demonstrat că teleportarea este posibilă. Cu toate acestea, există două stări pe care lumea ştiinţifică nu a reuşit încă să le standardizeze. Dincolo de structura celulară, oamenii au conștiință și memorie.

Teleportarea a fost realizată, însă nu la nivel uman

Studiul realizat de cercetătorii de la Google Quantum AI și de la Universitatea Stanford a fost publicat în revista Nature. În experimentul lor au observat trecerea dintre cele două regimuri, cunoscută sub numele de „tranziție de fază indusă de măsurători”, într-un sistem de până la 70 de qubiți. Acesta a fost cel mai mare sistem în care au fost explorate efectele induse de măsurători.

În cadrul experimentului, cercetătorii au descoperit teleportarea cuantică într-o altă formă. O stare cuantică necunoscută este transferată de la un set de qubiți la altul. Aceste studii ar putea contribui la inspirarea unor noi tehnici utile pentru calculul cuantic.

Încărcătura dintr-un sistem de qubiți se poate vizualiza ca pe o rețea complexă de conexiuni. Atunci când măsurăm un sistem încurcat, impactul pe care îl are asupra rețelei depinde de puterea măsurătorii. Aceasta ar putea distruge complet rețeaua sau ar putea anula anumite fire ale rețelei, lăsându-le însă pe altele intacte. Rețeaua în sine este invizibilă. Cercetătorii pot doar să deducă existența ei prin observarea corelațiilor statistice între rezultatele măsurătorilor qubiților.

Teleportarea este mai aproape de realitate însă, pentru a deduce modelul rețelei, sunt necesare mai multe rulări ale aceluiași experiment. Aceasta și alte provocări au afectat experimentele anterioare și au limitat studiul tranzițiilor de fază induse de măsurători la sisteme de dimensiuni foarte mici.

Cum a decurs experimentul cercetătorilor

Pentru noile descoperiri în ceea ce privește teleportarea, cercetătorii au folosit diverse trucuri experimentale. Au rearanjat ordinea operațiunilor astfel încât toate măsurătorile să poată fi efectuate la sfârșitul experimentului. De obicei, măsurătorile erau intercalate pe parcursul experimentului. Cercetătorii au dezvoltat și o nouă modalitate de a măsura anumite caracteristici ale rețelei cu un singur qubit „sondă”.

Aceste modificări i-au ajutat să afle mai multe despre rețeaua de încurcătură din mai puține încercări ale experimentului decât fusese necesar anterior. În cele din urmă, sonda, la fel ca toți qubiții, era sensibilă la zgomotul nedorit din mediul înconjurător. Zgomotul poate perturba calculele cuantice. Cercetătorii au transformat acest defect într-o caracteristică. Ei au observat că sensibilitatea sondei la zgomot depinde de natura rețelei de încurcături din jurul ei. În urm acestei descoperiri au ajuns la concluzia că pot folosi sensibilitatea sondei la zgomot pentru a deduce încurcătura întregului sistem.

Diferența de sensibilitate la zgomot a fost analizată în două regimuri de încărcătură și s-au constatat comportamente net diferite. Atunci când măsurătorile au dominat asupra interacțiunilor (faza de „dezmembrare”), firele pânzei au rămas relativ scurte.

Qubitul sondă era sensibil doar la zgomotul celor mai apropiați qubiți ai săi. În schimb, atunci când măsurătorile au fost mai slabe și încurcătura a fost mai răspândită (faza de „încurcare”), sonda a fost sensibilă la zgomotul din întregul sistem.

Cercetătorii au prezentat teleportarea într-o formă nouă

Experimentul cercetătorilor de la Google Quantum AI și de la Universitatea Stanford poate fi considerat o reușită. Ei au prezentat teleportarea cuantică într-o altă formă, apărută în mod natural în urma măsurătorilor. Prin măsurarea tuturor qubiților îndepărtați, cu excepția a doi, într-o stare de entanglement slab încurcat, a fost generat un entanglement mai puternic între cei doi qubiți îndepărtați. Capacitatea de a genera entanglement indus de măsurători pe distanțe mari permite teleportarea observată în cadrul experimentului.

Stabilitatea încurcăturii față de măsurători în faza de încurcare ar putea inspira noi scheme pentru a face calculul cuantic mai robust la zgomot. Măsurătorile în generarea de noi faze este de interes fundamental pentru fizicieni.

„Încorporarea măsurătorilor în dinamică introduce un teren de joacă complet nou pentru fizica cu multe corpuri, unde ar putea fi descoperite multe tipuri noi și fascinante de faze de non-echilibru. În această lucrare explorăm câteva dintre aceste fenomene surprinzătoare și contraintuitive induse de măsurători, dar există mult mai multă bogăție care urmează să fie descoperită în viitor”, a declarat Vedika Khemani, profesor la Stanford și coautor al studiului, potrivit gadgetreport.ro.