QUANTUM komunikacji są realne przez odległości międzygwiezdne, naukowcy ustalili - dając nam potężny nowy sposób komunikowania się z długodystansowych statków kosmicznych w przyszłości i nowy sposób szukać oznak obcego życia w teraźniejszości.
Naukowcy zaangażowani w poszukiwania inteligencji pozaziemskiej (SETI) zwykle szukają sygnałów docierających do Ziemi za pomocą klasycznych kanałów komunikacyjnych.
Jednakże, fizyk teoretyczny profesor Arjun Berera powiedział Express.co.uk, jest całkiem możliwe, że obce cywilizacje mogły przejść do bardziej zaawansowanych form komunikacji - i powinniśmy szukać oznak podejścia kwantowego.
Powiedział: "Jeśli myślisz o tym, jak komunikacja ewoluuje na Ziemi, za 50 lat prawdopodobnie klasyczna komunikacja całkowicie zniknie i wszystko będzie kwantowe.
"Jeśli myślisz o tym socjologicznie, to w tym pozaziemskim świecie może nawet nie mają już żadnej klasycznej komunikacji - może po prostu będą używać technologii, którą my mamy".
Zaletą wysyłania wiadomości za pomocą kwantowych kanałów komunikacyjnych jest to, że takie mogą pozwolić na przesyłanie znacznie większej ilości informacji.
Zamiast wysyłać informacje jako klasyczne bity, z których każdy ma wartość zero lub jeden, informacje mogą być wysyłane jako bity kwantowe, lub "qubity".
Qubity mogą reprezentować jeden lub zero, lub - co najważniejsze - jako kwantowa superpozycja tych dwóch stanów.
W ten sposób za pomocą stanów kwantowych można przesłać więcej danych niż byłoby to możliwe klasycznie.
Berera i jego kolega Jaime Calderón-Figueroa postanowili sprawdzić, czy w ogóle możliwe jest wykorzystanie komunikacji kwantowej opartej na fotonach na dystansach międzygwiezdnych.
Aby taki sygnał działał na tak dużych odległościach, wykorzystywane fotony musiałyby pozostać "spójne" - czyli pozostać w stanie kwantowym.
Jednak zarówno grawitacja, jak i potencjalne oddziaływania z innymi cząstkami zostały zaproponowane jako zdolne do spowodowania dekoherencji.
To spowodowałoby załamanie stanu kwantowego fotonów i zniszczenie wysyłanego sygnału.
Jeśli chodzi o wpływ grawitacji, to po pierwsze zespół postawił tezę, że przynajmniej w przypadku fotonów "nie byłoby dekoherencji wywołanej przez pola grawitacyjne".
Grawitacja może jednak wpływać na komunikację, powodując utratę jej wierności lub jakości - dzięki relatywistycznemu efektowi zwanemu "rotacją Wignera", który przesuwa fazę sygnału.
Autorzy zauważają, że do pewnego momentu odbiorca takiego zniekształconego sygnału powinien być w stanie skompensować przesunięcie fazowe, jeśli wie, skąd pochodzi wiadomość.
Obliczyli na przykład, że foton będący pod wpływem pola grawitacyjnego Słońca, który znalazł się nie bliżej gwiazdy niż orbita planety Merkury, mógłby przebyć aż 127 lat świetlnych, zanim niemożliwe stałoby się odtworzenie oryginalnego sygnału.
Infografika na temat równania Drake'a
Jak wyjaśniają badacze: "Zatem foton mógłby przebyć znaczną część Drogi Mlecznej, zanim limit zostanie naruszony.
"Co więcej, taka odległość jest komfortowo większa niż odległość do najbliższego układu egzoplanet, Proxima Centauri, który znajduje się w odległości 1,3 parseków od nas".
Następnie badacze zwrócili uwagę na możliwość interakcji pomiędzy fotonami używanymi do przenoszenia sygnału kwantowego a zabłąkanymi elektronami, atomami i fotonami w głębi kosmosu.
Fizycy nazywają odległość, jaką może przebyć cząstka przed zmianą kierunku, energii lub innych właściwości - np. poprzez zderzenie z inną cząstką - "średnią drogą swobodną".
Obliczenia zespołu wykazały, że typowa średnia droga swobodna dla fotonu sygnału kwantowego jest znacznie dłuższa niż obserwowalny wszechświat, co oznacza, że ryzyko dekoherencji sygnału jest prawdopodobnie minimalne.
Co więcej, zauważyli, że fotony promieniowania X mają zarówno dłuższe średnie swobodne ścieżki, jak i są mniej podatne na zakłócenia od silnych pól magnetycznych.
To sprawia, że najlepiej nadają się do przekazywania sygnału kwantowego - i potencjalnie coś do rozważenia w trwających poszukiwaniach pozaziemskiej inteligencji.
Pełne wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Physical Review D.
**By Ian Randall
**Source
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz