Ein funktionierender Transporter strahlt Photonen mit einer dunklen Optik knapp vier Meilen entfernt aus - Rechnen - 2019

Anonim

Gene Roddenberry hat die Methode entwickelt, Transporter in Star Trek zu verwenden, um Charaktere aus dem Enterprise-Set in Planetenlandschaften und Städte zu übertragen. Die Landung des Raumschiffs wäre sowohl kostspielig als auch zeitaufwändig auf dem Bildschirm, und als die Dreharbeiten begannen, war das Shuttle in voller Größe noch nicht fertig. Das brachte Roddenberry dazu, eine billigere Alternative zu verwenden, indem er einen Ein- / Ausblendeffekt eingebaut hat. Seitdem ist der Transporter seit Jahrzehnten ein fester Bestandteil von Star Trek und inspiriert auch andere Science-Fiction-Shows / Filme und echte Wissenschaftler.

Während die Methode, Menschen und Objekte in ein Energiemuster zu zerlegen, geradezu gruselig klingt (wir fühlen uns, Bones), haben Forscher einen Weg gefunden, ein Lichtteilchen, das knapp vier Meilen entfernt ist, zu teleportieren. Das bedeutet nicht, dass Menschen in naher Zukunft Nahrung nachmachen werden, aber es ist ein Schritt in die richtige Richtung. Genauer gesagt teleportierten die Forscher ein Photon über eine gerade Linie mit Hilfe der faseroptischen Kabelstruktur in der Stadt Calgary.

Die Forschung wurde durch eine Zusammenarbeit zwischen der University of Calgary, einer Gruppe von US-amerikanischen Forschern, und der kanadischen Stadt selbst durchgeführt. Wolfgang Tittel, Professor an der Fakultät für Physik und Astronomie an der Universität von Calgary, führte ein Team von Physikern an, um einen neuen Rekord für die Übertragung eines Quantenzustandes um eine bestimmte Distanz mittels Teleportation zu setzen. Die Leistung kommt nach dem Start des Projekts im Jahr 2014 dank einer Urban Alliance Seed Grant.

Dem Team gelang es, zwei Photonen eines verschränkten Satzes zu teleportieren, die trotz der Entfernung, die sie zurücklegten, miteinander verbunden blieben.

Das Projekt basiert auf der Quantenverschränkung, bei der zwei oder mehr Photonen so miteinander verschränkt werden, dass ihre Eigenschaften miteinander verknüpft werden, wodurch ein einzelner "Quantenzustand" oder eine festgelegte Liste von Eigenschaften entsteht. Dem Team gelang es, zwei Photonen eines verschränkten Satzes zu teleportieren, die trotz der Entfernung, die sie zurücklegten, miteinander verbunden blieben.

Für den Anfang schickte das Team das erste Proton des Paares zum Rathaus, während das zweite Proton zur Universität reiste. Danach wurde das zweite Photon an einen dritten Ort in Calgary transportiert. Schließlich wurde es im Rathaus "energetisiert", wo das erste Photon saß und darauf wartete, dass sein Partner im verschränkten Paar eintraf.

"Was passiert ist, ist die körperlose Übertragung des Quantenzustands des Photons auf das verbleibende Photon des verschränkten Paares, das sechs Kilometer entfernt an der Universität ist", erklärt Tittel.

Das Projekt nutzte eine dunkle Glasfaser, ein einziges optisches Kabel, das nicht mit Elektronik oder Netzwerkgeräten verbunden ist. Die Stadt baut derzeit ein Netzwerk dieser Kabel, weil sie nicht in die Quantentechnologie eingreifen, ein neues Feld, das Computer, Bildgebung, Kryptographie und mehr voranbringt.

"Indem wir die dunkle Glasfaserinfrastruktur der Stadt für den privaten und öffentlichen Sektor, gemeinnützige Unternehmen und Hochschulen öffnen, ermöglichen wir die Entwicklung von Projekten wie Quantenverschlüsselung und schaffen Möglichkeiten für weitere Forschung, Innovation und wirtschaftliches Wachstum in Calgary", sagt Calgary Projektleiter für Innovation und Zusammenarbeit Tyler Andruschak.

Während es dem Team gelang, Photonen zu teleportieren, musste die Leistung einige Hindernisse überwinden. Sie brauchten die Photonen innerhalb von 10 Pikosekunden zu treffen, aber die schwankenden Temperaturen draußen machten das schwierig. Das Labor musste auch in zwei Standorte aufgeteilt werden, die die Messstation der Stadthalle beeinflussten. Diese Station umfasste supraleitende Einzelphotonendetektoren, die nur bei Temperaturen von weniger als 1 Grad über dem absoluten Nullpunkt arbeiten konnten.

Es steht außer Frage, dass die Forscher einen großen Fortschritt in Richtung Transporter gemacht haben. Wie die The Fly 1986 jedoch grafisch aufzeigt, könnten wir besser Autos und Flugzeuge benutzen, um von A nach B zu kommen.