中国の研究者が光子の宇宙へのテレポートを発表

パン・ジャンウェイ率いる中国の科学者グループは、初めて地球から宇宙へ光子をテレポートさせることに成功した。この研究はarXivリポジトリに寄託されているが、科学雑誌にはまだ掲載されておらず、量子もつれに関してこれまでに登録されている記録を破っていたであろう。この進歩は、量子通信分野の進歩を目的として昨年8月に打ち上げられた墨子衛星のおかげで可能となった。

2016 年の夏、長征 2Dロケットは、紀元前 4 世紀の中国の哲学者にちなんで名付けられたモジ (別名ミキウス) を乗せて離陸しました。この衛星は、地球の表面から約 500 キロメートル離れたところにありました。太陽と同期した軌道にあり、毎日同じ時刻に地球上の同じ地点を通過します。 Mozi のおかげで、アジアの研究者たちは、粒子が宇宙の他の部分にある他の粒子と何らかの方法で「接続」できる特性である量子もつれの記録を破るネットワークを作成することができました。

テレポーテーションは、人や物体をある場所から別の場所に移動できるという意味ではありません。テレポーテーションとしても知られるこの現象は、量子状態の転移を伴うため、やや複雑です。そして、地球から宇宙にテレポートした光子で起こったように、2 つの粒子がテレポートするには、それらがもつれなければなりません。つまり、これら 2 つの量子対象は同じ時点および同じ瞬間に発生し、同じ波動関数によって数学的に記述される必要があります。量子もつれとは、両方の粒子が何らかの形で「つながっている」ことを意味します。つまり、粒子が数百キロメートル、数千キロメートル離れていたとしても、一方の粒子に起こったことはもう一方の粒子にも起こります。

目的: 大気圏を避ける

エンタングルメントにより、情報が媒体を通過することなく、あるサイトから遠く離れた別のサイトに情報を送信できるようになります。魔法ではなく、物理学によって、情報はある場所から「消え」、別の場所に「現れる」のです。 「これは情報を送信する安全な方法です。なぜならまだ誰も傍受できないからです。もし情報が真ん中を通らなければ誰も傍受することができません」とマックス・プランク量子光学研究所の所長で、その名はイグナシオ・シラック氏は述べている。数か月前、ノーベル物理学賞について何度かニューロストリームに説明されました。

理論的な観点から見ると、量子もつれが機能しなくなる上限はありません。ただし、粒子は大気と相互作用して絡み合いを壊す可能性があります。この問題を回避するために、Jian-Wei Pan 氏のチームは、地表から 500 キロメートル離れた位置にある Mozi 衛星と、チベットの高度 4,000 メートルに位置する地上基地を使用しました。その後、研究者らは実験室で光子のペアを生成し、1つを衛星に送信し、もう1つを地表に残しました。

実験は32日間続き、数百万個の粒子の送信が行われた。 arXivリポジトリに寄託された記事に記載されているように、中国の科学者は911 件の症例で肯定的な結果を達成しました。このようにして、彼らは地球上にある基地から宇宙を周回する衛星への量子ビットまたは単一光子量子ビットの最初の量子テレポーテーションをなんとか完了しました。 「この研究は、信頼性の高い超長距離量子テレポーテーションのための地球と衛星間の最初のリンクを確立し、地球規模の量子インターネットの実現に向けた重要な一歩となる」と研究者らは研究の中で述べている。

中国、テレポーテーションのパイオニア

ほんの数週間前、同じアジアの研究者が新たな量子テレポーテーションの記録を破ることに成功しました。 Science誌に掲載されたように、同じJian-Wei Panチームが1,203キロメートル離れた3つの地上局に量子粒子を送信することに成功した。これまでに記録された記録はわずか100キロメートルで、地球を離れることなく粒子を送信することで達成されました。

その結果、中国は量子通信の最前線に立つことになった。アジアの国は、宇宙からの一連の量子実験であるQUESS研究プロジェクト（宇宙規模での量子実験、英語）を推進しており、特にヨーロッパ、米国、ロシアによる努力をはるかに上回る成果を上げている。そしてカナダ。彼らの結果は、インターネットがより速く、より安く、そして何よりもより安全になる未来に私たちを近づけます。

欧州宇宙機関自体は、5年前に143キロメートル離れたテネリフェ島とラ・パルマ島の間で情報のテレポーテーションの実験に成功したが、その時は大気の乱気流によりテレポーテーションに一定の問題が生じた。中国の科学者によって現在行われている実験は、大気との相互作用を避けて、宇宙からでも量子テレポーテーションが実現可能であることを実証している。その成功は量子通信への新たな一歩であり、秘密メッセージを送信する安全な方法を私たちに提供します。