Wetenschappers realiseren kwantumteleportatie op fotonische chip

De belangrijkste circuits om kwantumteleportatie te kunnen uitvoeren, de circuits die kwantumverstrengeling opwekken en waarnemen, zijn door een internationaal team van wetenschappers op een fotonische chip samengevoegd.

Dat schrijft de universiteit van Bristol op zijn site. Fotonen lijken een goede manier om het gebruik van qubits toe te passen. Een van de belangrijkste taken is het mogelijk maken van kwantumteleportatie, waarbij de staat van een qubit van het ene foton op het andere overgaat.

De hoofdonderzoeker Akira Furusawa bereikte in 2013 goede resultaten met kwantumteleportatie, maar de set-up besloeg toen enkele vierkante meters, iets wat schaalbaarheid niet ten goede kwam. In Bristol wist hij optische circuits te implementeren op een microchip van silicium van slechts enkele vierkante millimeters. Volgens de universiteit is het de eerste keer dat kwantumteleportatie aangetoond is op een siliciumchip, waarmee het probleem van schaalbaarheid aangepakt is.

Het bewerkstellingen van kwantumteleportatie op microchipformaat is belangrijk om praktische kwantumtechnologieën te kunnen gaan toepassen, vooral op het gebied van encryptie. De volledige paper is in Nature Photonics te vinden.

Opstelling voor kwantumteleportatie

Reacties (51)

[Verwijderd]

Jammer van die paywall op de bron link, ik was namelijk wel benieuwd of ze dan ook 2 van deze chips op kilometers afstand hebben getest. (Ik bedoel, leuk dat ze het op een klein chipje hebben weten te stoppen, maar werkt het wel? over meer afstand dan de lengte van die chip?)

Al met al wel heel interessant, quantum internet here we come!

[XiniX88]

Mij ook, helaas heb ik het nooit geheel begrepen wat nu echt de mogelijkheden zijn met deze kwamtum teleportatie. Voor mij zijn steeds 2 opvattingen die naar voren komen:

1. Alleen de staat van de qubit is gelijk aan de beide "gesyncte" qubits, op moment van uitlezen. Dit is leuk voor encryptie doeleinden, omdat je een zeer random sleutel hebt die bij beide partijen gelijk is.

2. De staat van de qubit is ook vervangbaar door deze met een andere qubit waarbij de eigen draairichting is bepaald te laten "botsen". Deze is vervolgens op de "gesyncte" qubit gelijk aan wat je er hebt in gestopt. Oftewel, men kan de quantum state beinvloeden, waardoor er communicatie mogelijk is.
- Hierbij weer als kanttekening dat wellicht na het veranderen van de quantum state, je niets meer hebt aan het qubit "pair", waardoor je een behoorlijke hoeveelheid gesyncte qubits nodig hebt om communicatie mogelijk te maken.

Als dat laatste waar is, en het ook zo is dat er "non" lokaliteit is, kan je overal in het heelal communiceren zonder "echte" latency te ondervinden. De marsrobot kan dan ipv voorgeprogrammeerd, realtime worden aangestuurd als er ook echt communicatie tussen beide partijen mogelijk is.

Telefoneren zonder antenne of zendmasten, internet ook op het platteland (als men dit wel snel kan krijgen).

Ik weet alleen nog steeds niet wat "waar" is en wat "onzin", ik weet echter niet of de wetenschap al zover is om dingen uit te sluiten, of dingen juist te bewijzen. Only time will tell. In de tussentijd maar de radiogolven/licht over glas gebruiken

[Reactie gewijzigd door XiniX88 op 30 juli 2024 00:53]

[FreakGIB]

Dus je zou dan ook streaming Gaming Lag loos kunnen spelen of bv het streamen van mijn PS4 naar de PSvita/ Ps TV zou dan net zo goed gaan als local op de PS4
nog beter de verbinding tussen mijn Joystick en de Console zou dan instantaneous zijn ?

[Nazaiaow]

Nee, dat niet helaas, informatie kan niet sneller reizen dan met de lichtsnelheid.
Maar wat dan wel kan is dat je heel veel parallelle datastromen kan aanzetten (je hebt toch geen kabels nodig, want teleportatie) en dan alvast op het 'doelapparaat' een aantal standaardoperaties uitvoeren terwijl je met een glasvezelkabel naderhand de originele toestand doorgeeft, zodat het doelapparaat ook weer weet wat het nou precies heeft gedaan.

[lthardt]

Informatie kan niet sneller reizen dan licht, maar in de quantum mechinica kan het wordt hier een beetje uitgelegd: http://www.engadget.com/2015/03/30/spooky-experiment-proves-quantum-entanglement-is-real/.
Iets heel aparts quantum mechanica.

[Reactie gewijzigd door lthardt op 30 juli 2024 00:53]

[XiniX88]

Deze zegt eigenlijk dat het niet sneller kan zijn dan het licht. Het gaat er vanuit dat de spinning state 50% up en 50% down is, en positie A moet worden vergeleken met positie B om te kijken wanneer dit zo is, waarna er pas data kan worden herleid.

Dit kan alleen gedaan worden door de metingen van kant A te vergelijken met die van kant B, waarbij er moet worden gecommuniceerd over een traditioneel medium dat niet sneller dan het licht is.

Volgens het filmpje is de wetenschap er redelijk over uit dat FTL communication sowieso niet kan, toch zijn er dingen als "non locality" die wellicht iets dergelijks in ons perspectief wel mogelijk maken (deeltjes die op 2 plekken tegelijk zijn, niet gebonden aan 1 plek in ruimte).

De andere theorie is quantum nonlocality: http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_nonlocality

en hier nog meer voer over FTL communication: http://en.wikipedia.org/wiki/Superluminal_communication

[Reactie gewijzigd door XiniX88 op 30 juli 2024 00:53]

[XiniX88]

Jup, echter reist het niet sneller dan het licht. Het deeltje dat is gepaired moet namelijk worden verplaatst van punt A, met maximaal de lichtsnelheid naar punt B, waar je het gaat gebruiken.

Het deelte zelf bevind zich (zover ik begrijp) "non" lokaal, dus de communicatie geschied wel sneller dan het licht, maar toch ook weer niet (het deeltje is op zowel punt A als punt B aanwezig, bevind zich eigenlijk niet op afstand, en de state veranderd dus op beide plekken tegelijk, mits quantum state teleportation ook echt mogelijk is).

In een notendop; deeltje is "tegelijk" op 2 plekken aanwezig, veranderingen gaan daarom niet sneller dan het licht in afstand (het is op die 2 plekken aanwezig), maar in onze perceptie van afstand wel sneller dan het licht.

Of... zie wat Inanna hieronder zegt...

[Reactie gewijzigd door XiniX88 op 30 juli 2024 00:53]

[Inanna]

Wat ik als leek er van begrijp is dat er twee (of meer) van deze qubits kunnen worden verstrengeld. Dat betekend dat wanneer één van de qubits wordt uitgelezen alle andere verstrengelde qubits dezelfde waarde zullen aannemen, ongeacht de onderlinge afstand. Dus om zinnig te zijn voor bijvoorbeeld encryptie moeten eerst lokaal enkele qubits verstrengeld worden waarna de qubits door de verzender en de ontvanger uit elkaar worden gehaald. Voor directe communicatie is deze technologie dus totaal niet geschikt (je hebt dan een oneindige voorraad verstrengelde qubits nodig tussen zender en ontvanger) maar als beveiliging voor een versleuteld bericht is het goed te gebruiken. Je weet immers of het bericht is afgeluisterd zodra de qubits een vaste waarde aannemen op een moment dat dit niet hoort te gebeuren.

De informatie die tussen de qubits wordt verzonden (op het moment van lezen allen dezelfde waarde aannemen ongeacht de afstand) lijkt op teleportatie van die informatie ('sneller dan licht'), maar de qubits zelf zijn ondertussen wel via conventionele weg uit elkaar getransporteerd. Dus als je direct met iemand in de buurt van Alpha Centauri wilt communiceren dan kan dat min of meer, maar voordat de verbinding is aangelegd ben je enkele decennia of eeuwen verder.

[Peoplen]

Maar als je eenmaal dit qubit in de buurt van Alpha Centauri hebt en in stand kan houden, heb je dus wel een instant connection?

Als informatie sneller dan het licht zou kunnen 'reizen', zou je letterlijk kunnen tijdreizen. Dat fotonen niet sneller dan het licht kunnen begrijp ik, maar een gedachte experiment heeft mij altijd dwarsgezeten:

Je legt een pvc buis aan van de aarde naar mars en je vult deze met knikkers. Het aanleggen kost idd veel tijd. Als de buis er eenmaal ligt, zou je kunnen communiceren door een knikker in de buis te leggen. Eén knikker is een positief antwoord, twee knikkers een negatief antwoord.
Als je die knikker in de buis legt (factoren zoals de spin van ons zonnestelsel, zwaartekracht etc niet meegerekend), duurt het dan alsnog 90 min voordat de knikker aan de andere kant uit de buis valt?

[koelpasta]

Maar als je eenmaal dit qubit in de buurt van Alpha Centauri hebt en in stand kan houden, heb je dus wel een instant connection?

Ja, maar dus eenmalig voor 1 bit.
Wil je nog een bit over kunnen sturen dan moet je weer een deeltje bij alpha centauri krijgen.

[koelpasta]

Als je die knikker in de buis legt (factoren zoals de spin van ons zonnestelsel, zwaartekracht etc niet meegerekend), duurt het dan alsnog 90 min voordat de knikker aan de andere kant uit de buis valt?

Het duurt veel langer omdat de informatie die je stuurt (ene knikker duwt tegen de volgende) veel langzamer gaat dan licht. Je moet je dus ook voorstellen dat binnen in elke knikker de atomen die kracht doorgeven van atoom op atoom, ook weer langzamer dan lichtsnelheid.

[letatcest]

Dat hebben ze niet. Dergelijke tests worden ook gedaan, zie onder andere de gerelateerde items. Dit is specifiek om de boel te verkleinen en om kwantumcomputers en kwantumencryptie mogelijk te maken.

Maar als je google scholar of microsoft academic gebruikt en een van de volgende namen invoert: Jeremy L. O'Brien of Akira Furusawa

kom je mogelijk heel wat papers tegen die wel zonder login te lezen zijn van de afgelopen paar jaar

[massareal]

Geen idee hou groot het u is, kan zijn dat ze daar héél groot "klein" geld hebben

[joo5ty]

scotty, clone me up....

ach dat is toch hetzelfde als beamen...zolang de copy maar hetzelfde is als het orgineel

[Reactie gewijzigd door joo5ty op 30 juli 2024 00:53]

[Exception]

Wat doen ze dan met "het origineel"?

[Batilan]

Publicatiedatum?

[Icefellow]

beetje verder dan neus lang is en klikken op link in artikel wil helpen

" Received 22 October 2014 Accepted 20 February 2015 Published online 30 March 2015 "

[Reactie gewijzigd door Icefellow op 30 juli 2024 00:53]

[Verwijderd]

Published online 30 March 2015. Dit betreft de publicatiedatum van de paper, waar het artikel naar refereert.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 30 juli 2024 00:53]

[Patrick_Wolf]

Received 22 October 2014
Accepted 20 February 2015
Published online 30 March 2015

edit:
Wauw hierboven staat dezelfde post die later is geplaatst met een +1....

[Reactie gewijzigd door Patrick_Wolf op 30 juli 2024 00:53]

[Nico Klus]

Nature Photonics | Letter
Continuous-variable entanglement on a chip
Received 22 October 2014
Accepted 20 February 2015
Published online 30 March 2015

_{Maar dat had je zelf met 1 muisklik ook kunnen zien}

[Reactie gewijzigd door Nico Klus op 30 juli 2024 00:53]

[Verwijderd]

Scotty beam me up ?

Snap half wat ze bedoelen maar als het it zaken helpt ben ik voor !

[Hoppa!]

Nee, quantum teleportatie is niet 'scoty beam me up'.

Mocht 'teleportatie' op deze manier al ooit mogelijk worden (wat hoogst onwaarschijnlijk is) dan is er sowieso geen sprake van teleportatie, maar van copy and destroy.

[halofreak1990]

Voor zover ik heb kunnen zien in Star Trek, en wat van het teleporteren in de serie begrepen heb, gaat het (in Star Trek) niet om een 'copy and destroy', maar om deconstructie op punt A en reconstructie op punt B. Het object of persoon wordt gedeconstrueerd, de moleculen worden verplaatst van A naar B en daar weer 'geassembleerd' tot een volwaardig persoon of object. Het is dus niet zo dat er op enig moment gedurende de teleportatie twee entiteiten bestaan.

http://en.wikipedia.org/wiki/Transporter_(Star_Trek)

[koelpasta]

Maar dit gaat dus niet via quantum teleportatie. Daar worden geen deeltjes geteleporteerd maar toestanden van deeltjes.

[Hoppa!]

Wat koelpasta zegt. Als je via quantumteleportatie daadwerkelijk eigenschappen zou kunnen kopiëren op het niveau van complete levende wezens, dan heb je het dus niet over teleportatie vanuit Star Trek.

En de Star Trek methode is natuurlijk nog onwaarschijnlijker dan quantum teleportatie van mensen.

[HerrPino]

copy and destroy.

ai vraag me af hoe mensen daar tegenover zouden staan. Eerst wordt je gekopieerd, om vervolgens gedematerialiseerd te worden. Voor niets in wezen, want je kopie zou ook kunnen leven zonder dat jij gedematerialisserd wordt, maar gewoon puur voor het idee/de vorm.

[S1GNZ]

Dus dan kun je ook mensen/dieren gaan clonen? Ik zie eindeloos veel steak!

[khodamn]

You sir solved world hunger

[Liberteque]

Laat je niets wijsmaken, we hebben geen voedseltekorten.
We hebben een voedsel-verdeel-probleem ;-//

[Hoppa!]

Dat is inderdaad het ethische dilemma wanneer je het op levende wezens toe zou willen passen. Nog los van de persoonlijke impact die het heeft om te weten dat je niet meer jezelf bent, maar een kopie van jezelf. En bij een retourtje een kopie van een kopie.

Afhankelijk van je persoonlijke definitie van 'ik'. Je bent natuurlijk wel weer jezelf, want feitelijk ben je net tot stand gekomen. Maar met je tot standkoming is je identieke voorganger wel verdwenen.

[Reactie gewijzigd door Hoppa! op 30 juli 2024 00:53]

[sjekneck]

Dan is de conclusie dat jij niet meer jij bent. Je kopie is een nieuwe jij en jij bent er dus niet meer. Je bent dus zelf nooit een kopie van een kopie, maar je kopie en de rest dus wel. Jij bent immers niet meer, je kloon neemt je positie in en jij bent weg.

[HenkSchouten]

Doet me aan de middelbare school denken: Boek van Max Dendermonde. De wereld gaat aan vlijt ten onder. Vanwege de titel het boek gelezen, een aanrader.

[aad_handgranaat]

Off T/ Toevallig dat je dit boek noemt! Het is het enige boek dat indruk op me gemaakt heeft. Heb het nog nooit iemand anders horen noemen!
Maar dit heeft allemaal natuurlijk niets met het onderwerp van Qbits te maken denk ik.

[Hoppa!]

Dat is, zoals ik aangaf, afhankelijk van je definitie van 'ik'. Persoonlijk ben ik het met je zienswijze eens.

Maar als je als uitgangspunt neemt dat de copie exact hetzelfde is en de 'ik' wordt gevormd door het 'bewustzijn' dat identiek is, dan kun je daar over discussieren. Persoonlijk denk ik echter dat de hele copy and destroy procedure een dusdanige impact heeft op de nieuw onstane persoon, dat deze nooit hetzelfde bewustzijn meer kan hebben als zijn vermoorde voorganger.

Maar het wordt wel tamelijk filosofisch zo.

[koelpasta]

Je bent natuurlijk wel weer jezelf, want feitelijk ben je net tot stand gekomen.

Nee, je bent een copie. Het origineel wordt naar onze standaarden vermoord. Dat is het ehische dilemma...

[Hoppa!]

Nee, want de persoon die verschijnt is een nieuwe entiteit. Feitelijk net geboren, alleen met de kennis en het uiterlijk van de persoon die is vermoord. Weliswaar naar het evenbeeld van een ander, maar een nieuw mens.

En als jij die mens bent die net is ontstaan, ben je dus wel degelijk jezelf. Temeer daar je door een nogal ingrijpende gebeurtenis waarschijnlijk ook psychisch wat wijzigingen hebt doorstaan waardoor je niet meer van een zuivere kopie kunt spreken.

[Reactie gewijzigd door Hoppa! op 30 juli 2024 00:53]

[koelpasta]

En als jij die mens bent die net is ontstaan, ben je dus wel degelijk jezelf.

Ja, dat is ook zo. Maar je bent alsnog de kopie. Daarmee wil ik zeggen dat er ook nog een origineel is waar we niet van weten wat we ermee aan moeten. Wil je dit als teleportatie gebruiken zul je dus het origineel, die een eigen bewustzijn heeft, moeten vermoorden.

Temeer daar je door een nogal ingrijpende gebeurtenis waarschijnlijk ook psychisch wat wijzigingen hebt doorstaan waardoor je niet meer van een zuivere kopie kunt spreken.

Ik ging voor het gemak uit van een perfecte kopie. Je bent dan natuurlijk maar voor heel kort een perfecte kopie want alles dat je vanaf dat moment meemaakt is uniek. Voor die kopie zal het lijken alsof die geteleporteerd was, dus zn laatste herinnering is nog dat van het origineel.
Hoe dan ook, het grote probleem met quantumteleportatie is dus dat je met een origineel blijft zitten dat niet zomaar weggaat. Dat vormt een enorm ethisch dilemma. En dat is ook wat er anders aan is ten opzichte van star-trek-teleportatie.

[Hoppa!]

Ik denk dat we het eens zijn, maar het net anders omschrijven. Feitelijk is de perfecte kopie er alleen natuurlijk geen moment, want direct na het ontstaan heeft de kopie direct zijn eerste ervaring, die afwijkt van de laatste ervaring van het origineel. Dat wijzigt de hersenen, ook in fysieke zin.

In die zin kun je feitelijk niet eens van een kopie spreken, maar alleen iets wat gebaseerd is op iets anders en misschien dezelfde genetische signatuur heeft. Al blijkt uit recente inzichten dat dat laatste waarschijnlijk ook maar betrekkelijk is.

Over het ethische dilemma zijn we het sowieso eens. En dat zal ook impact hebben op het nieuw ontstane leven, die zal zich altijd realiseren dat de persoon waarop hij gebaseerd is om het leven is gekomen toen hij gecreëerd werd. Misschien geen moord van hem, maar wel van degende die de machine bediende.

Je kunt ook stellen dat de dood van de originele persoon een vorm van zelfmoord is geweest, met als doel om een voortbestaan van een andere entiteit op een nieuwe plek mogelijk te maken. Dan kom je op de ethische vraag of zelfmoord met dat doel een persoonlijke keuze zou moeten zijn. Interessante kost.

[koelpasta]

In die zin kun je feitelijk niet eens van een kopie spreken, maar alleen iets wat gebaseerd is op iets anders en misschien dezelfde genetische signatuur heeft.

Het is als het goed is in eerste instantie op macro nivo een perfecte kopie met precies dezelfde genetische structuur en dergelijke. En inderdaad, vanaf het moment dat de kopie bestaat gaat het een unieke interactie met de omgeving aan en volgt dan zn eigen pad. Maar daarbij wijzigen dingen niet anders dan als ware het originel daar geweest.

Je kunt denk ik wel gewoon van een kopie spreken omdat je anders nooit een kopie zou kunnen definieren. Immers, elke kopie die je kunt bedenken is ergens wel verschillend van het origineel. Zo is positie een eigenschap en dan zou je moeten zeggen dat een perfecte kopie ook dezelfde positie-eigenschappen zou moeten hebben als het origineel. Dan zouden het origineel en de kopie op precies dezelfde plek moeten bestaan en dat kan niet volgens quantummechanika.
Je kunt dus in principe al geen perfecte kopie maken van een quantumsysteem.

En dat zal ook impact hebben op het nieuw ontstane leven, die zal zich altijd realiseren dat de persoon waarop hij gebaseerd is om het leven is gekomen toen hij gecreëerd werd.

Je kunt ook stellen dat de dood van de originele persoon een vorm van zelfmoord is geweest, met als doel om een voortbestaan van een andere entiteit op een nieuwe plek mogelijk te maken.

Nou ja, ik denk dus dat we nooit op dat punt zullen komen omdat je dus het origineel moet vermoorden. Het betekent dus ook dat het origineel nooit iets mee gaat krijgen van wat de kopie doet. H et zijn losse entiteiten.
Ik denk dat weinig mensen bereid zullen zijn dit proces vrijwillig te ondergaan. Mischien in nood ofzo, maar niet als een standaard transportmiddel.

[SirJMO]

Elektrotechnisch denk ik (zonder buiten tweakers te treden) dat ze data van het ene naar het andere punt kunnen brengen en dus geen bruggen (0 ohm weestand) meer nodig hebben waardoor circuits platter worden.
En het 6 punten probleem* oplost.

*6 punten probleem, zet 3 punten langs elkaar op papier en daar onder nogmaals. Verbind alle onderste punten met alle bovenste punten zonder lijnen te kruisen.

[koelpasta]

Elektrotechnisch denk ik (zonder buiten tweakers te treden) dat ze data van het ene naar het andere punt kunnen brengen en dus geen bruggen (0 ohm weestand) meer nodig hebben waardoor circuits platter worden.

Ik denk het niet omdat quantum teleportatie niet geschikt is om een informatiestroom over te brengen.

[flipkipse]

Wat een kabel management. Een gemiddelde Tweaker kan dat nog beter in zijn systeem kast

[Blord]

Een gemiddelde computer heeft niet zoveel componenten en kabels. Daarbij is het wel handig om alles binnen hand bereik te hebben.
Wel mooi om te zien voor een techneut.

[RoffaboyS]

Lijkt bijna op de server kast van mijn stage .

[Major Oof]

Poeh... je zal maar weten hoe dat allemaal werkt @ onderste foto, terwijl de meeste mensen nog niet eens weten hoe de magnetron bij iemand anders thuis werkt...

[pbruins84]

Waarom zou dit een 1 april grap zijn?

[davekok]

Omdat het bron artikel op 1 april gedateerd staat!? Lijkt mij logisch toch.

[HerrPino]

Dus het journaal en de krant van 1 april moet je ook niet al te serieus nemen? Er gebeuren nu eenmaal wel eens dingen op 1 april

[timselier]

Schrodinger's april grap