Kvantové provázání a nadsvětelná komunikace

93 %
Tvoje hodnocení
Počet hodnocení:314
Počet zobrazení:4 064

Už nějakou dobu se spekuluje o tom, zda je možné použít kvantově provázané částice (quantum entanglement) ke komunikaci rychlejší než světlo. A je vůbec možné, aby mezi sebou částice komunikovaly takovou rychlostí? Derek Muller nám osvětlí vznik této myšlenky, jakými experimenty ji lze prokázat a nakonec i odpoví na otázku, zda by se to dalo využít pro naši komunikaci. Jen varuji, že tato problematika je těžší na pochopení.

Komentáře (78)

Zrušit a napsat nový komentář

Odpovědět

Dobrý den, chtěl bych se zeptat jestli by se nedala využít mezera v posílání spinů - prostě chvíle kdy by se neposílalo, dejme tomu že bych čekal až padne ten správný údaj - 1 nebo 0 a na chvilku bych se odmlčel, tím bych vyjádřil správnost údaje.

00

Odpovědět

Ne. Prijmaci strana nikdy nepozna, kdy spin byl zkolabovan, protoze aby se neco dozvedela o vlastnosti spinu, musi jej zmerit a tim ho zkolabuje.

00

Odpovědět

Může mi někdo vysvětlit co se vlastně měří? nechápu jak "někdo" změří "něco" a druhá osoba ví co má změřit aby to fungovalo... ?

00

Odpovědět

Jak by řekla naše učitelka
Jak to nemůžeš chápat ? Vždyt je to uplně logický.

30

Odpovědět

nic jsem nepochopila, ale ze všeho toho točení jsem se málem pozvracela... 10/10

81

Odpovědět

podľa záveru si práve myslím, že sa to na komunikáciu dá použiť. Spin HORE = 1, spin DOLU = 0. V bode A sa udeje 0011011010011000010110. Ak ja som v bode B, okamžite viem, že v bode B mám 1100100101100111101001 čo však nie je tá správa, ktorú poslal odosielateľ. Ale to už len stačí invertovať, a viem, čo sa stalo v bode A.

30

Odpovědět

To máš sice pravdu, ale tímto způsobem nemůžeš přenést žádnou informaci, protože ty 1 a 0 získáš náhodně.
Dejme tomu, že chceš tímto způsobem chceš přenést jednoduchý řetězec 10011. Na místě A změříš první spin a získáš 1, takže na místě B získají 0 a vědí, že to mají invertovat a brát to jako 1. Ale pak změříš druhý spin a získáš zase 1... A to je problém, protože chceš přenášet 0. A teď co s tím? Ignorovat tohle měření? Ale v tom případě to musíš druhé straně nějak dát vědět, což už zase nadsvětelnou rychlostí nejde.
Takže ano, mohl bys vědět, co za měření získali na druhé straně, ale to je tak vše. Žádnou užitečnou informaci ti to nepřinese.

271

Odpovědět

+MithrilMezigalaktická loterie by mohla posílat svý losování i na kolonii.

150

Odpovědět

+MithrilSpin přeci ovlivňovat mohu, ne? Derek ve videu říkal, že pokud je kupříkladu detektor natočen vzhledem k ose otáčení částice o 60° po směru hodinových ručiček, bude s pravděpodobností 3/4 změřen spin směrem dolů.
A to, že spin řízeně měním tímto způsobem jen s účinností 3/4 případů by podle mého názoru neměl být důvod proč informaci nelze přenést – je to jako bychom měli abecedu o dvou písmenech a holt by vznikla chyba přenosem asi každé čtvrté.
V čem je tedy skutečně problém?

22

Odpovědět

+MithrilMakedonec: Totiz abys mohl takto posilat zpravy nejprve jednim smerem. Musis znat spin castice pred jejim ovlivnenim. Rekneme, ze si z toho duvodu zmeris nejprve horizontalni spin. Znas ted orientaci castice i jeji spin. Ted pokud bys ale chtel jeji spin zmenit (rekneme, ze castice ma spin 1, ale ty chces prenest 0) jsi schopny zmenit jeji spin jen zmenou orientace mericiho zarizeni. Jenze aby prenos fungoval, musi byt mereni na prijimaci orientovane stejne. A neexistuje zpusob, jak dat prijimaci vedet, jak ma orientovat svoje mereni nadsvetelnou rychlosti. Kdyby existoval, byl by problem nadsvetelne komunikace vyresen uz jeho existenci.

10

Odpovědět

+MithrilJask: Dobrý den, mockrát vám děkuji za odpověď, ale stále jsem ještě neprokoukl.
Když si přednastavím orientaci detektorů ještě před posíláním zpráv nic tím přece nenarušuji (mluvím tedy o dvou detektorech). Před pokusem jsem se s kamarádem od levého detektoru domluvil, že mi bude posílat binární zprávy, přičemž spin nahoru změřený u mého detektoru znamená 1 (opačně 0). Každý je na jedné straně od atomu, který emitoval dvě provázané částice, rychlostí světla ke každému přiletí jedna z nich, akorát k levému o chlup dříve. Dejme tomu, že mi kamarád chce poslat "0". Kdyby detektor nechal rovnoběžně s osou otáčení, bylo by skutečně stejně pravděpodobné, že mi přijde "1" jako "0", ale on detektor natočí na 2 hodiny, takže bude pravděpodobněji změřen s orientací nahoru (v poměru případů 3/4). Já jsem si mezitím nastavil detektor na 12 hodin a letí ke mě částice, která má opačný spin, než částice mého kamaráda - což je s pravděpodobností 3/4 částice se spinem dolů. Můj detektor nejspíš změří, že částice, která jím prošla měla opačný spin - spin dolů - přítel mi tedy poslal číslo "0".
Předem děkuji za odpověď a omlouvám se za svou nechápavost.

00

Odpovědět

+MithrilA co mít dvě sady částic, z nichž by jedna symbolizovala jedničky a druhá nuly? Myslím posílat informace už samotným měřením?

33

Odpovědět

+MithrilJK: To už nesouvisí s otázkou, jestli lze tímto způsobem přenášet informace nadsvětelnou rychlostí.

10

Odpovědět

+MithrilMám takovou teorii jednosměrné komunikace: Ten jeden řekne vše a ten druhý si vybere co bude poslouchat...
Dá se to aplikovat i zde dejme tomu že se nastaví obě měřící zařízení na stejnou polohu, ve které se dá poslat nějaká zpráva. ten jeden ji pošle s tím že si "vymyslí" několik variant odpovědí. Dejme tomu že se člověka na druhé straně galaxie zeptáme jestli chce párek v rohlíku s kečupem nebo hořčicí... předpokládáme tedy 2 odpovědí buď "párek" nebo "hořčice" takže si při druhém měření nastavíme jednu z těchto variant a buď bude odpověď to oné slovo a nebo bude opakem toho druhého. (to lze samozřejmě zkombinovat s teorií kterou má "makedonec" tedy že by za zprávou byl text v němž by bylo zhruba každé čtvrté slovo špatně)
Teď mě tak napadá že by se tím dalo posílat písmeno po písmenu v binárním jazyce a to tak že každé písmeno by se napsalo 10x (pro jistotu) a z těchto 80 znaků by se dalo dohromady 1 písmeno. Než byste si napsali se známými jak se mají asi už by vám doručili ten párek v rohlíku.

00

Odpovědět

+Mithril...a nebo tu hořčici. Samotnou.
;)

00

Odpovědět

+Chyba: Zadejte prosím požadované údaje (jméno, email).Proc se patlat s horcici a kecupem kdyz ani nevime jak poslat samotnou 1 a 0. Zbytecne se tim zavadi dalsi slozitost do uz tak sloziteho problemu.

Je tady chybna myslenka, ze nejakym zpusobem urcujeme smer spinu. Jedine co muzeme urcit je, jak jej zmerime a od toho se teprve odviji pravdepodobnosti, jaky spin se nameri. Zadna informace se neprenasi, jedine co vime je, ze kdyz A nameri 1 tak B nameri 0 a naopak.

Prirovnani: Podobne, jako kdyz vidime(namerime) slunce na obloze, tak vime ze u Dereka v australii slunce neuvidi. To zda je slunce ci neni na te obloze nijak neovlivnime (jen to narozdil od spinu muzeme predpovedet). Nemuzeme tedy to pouzit jako prostredek ke komunikaci.

00

Odpovědět

Michio Kaku - Fyzika Nemožného

21

Odpovědět

Věc se má tak, že tyto informace jsou náhodné, a proto bezcenné. Skutečné zprávy takhle určitě přenášet nejdou. Představte si, že vaše přítelkyně nosí buď zelenou podprdu a červené kalhotky nebo naopak, když vidíte jen jednu část spodního prádla, např. červené kalhotky, okamžitě víte, že podprda bude zelená, takto jste získali informaci rychleji než světlo, získat informaci a přenést ji jsou ovšem 2 rozdílné věci. Zprávu, která obsahuje nenáhodnou informaci nelze.

255

Odpovědět

Minusy asi od lidi, co to nepochopili ani takhle :D ;)

182

Odpovědět

A jaký mělo asi smysl natáčet to měření třeba o 60° ? Tím že si pomůžeš k náhodě ji částečně definuješ....

10

Odpovědět

+0oqNatáčet měření nemá smysl. Žádné náhodě se tím nepomůže!. Jen se na to prostě dívaš pod jiným úhlem. Je to jako když blbě měřím, nebudu vědět už vůbec nic.

00

Odpovědět

Z části jsem to chápal, ale pak už jsem se začal ztrácet. Jinak řečeno při takových videích zjišťuji leč nerad, že jsem úplně blbej :-D

500

Odpovědět

takhle sem to video vnímal já :D https://www.youtube.com/watch?v=PH54cp2ggFk

191

Odpovědět

Mám trochu v krvi, tak omluvte mírné nepřesnosti. Toto jsou informace, které jsem zdlouhavým a bolestným se dotazováním vymámil z docenta specializovaného na kvantovou fyziku:

Provázanost nelze nijak použít přímo na komunikaci, ta problematika "proč ne" je sviňsky složitá, a člověk by musel sakra dobře rozumět všem principům, ale každý nápad doposud byl sepsut tím či oním principem. Lze ale provázanosti využít pro vytvoření klíče, který znají jenom účastníci komunikace (zpráva zakódovaná pomocí neznámého klíče je pro třetí stranu nerozluštitelná při použití dobrého zašifrování). Tato možnost ale existuje jenom teoreticky, protože prakticky to hatí sviňská nestabilita kvantových stavů. Tato nestabilita momentálně je i hlavním problémem a překážkou pro sestrojení kvantového počítače.

Lze ale využít kvantových vlastností částic pro komunikaci tak, že je možné poznat, zda vás někdo odposlouchával (v praxi to opět nefunguje na 100%, ale je to "setsakra" blízko). Nějaké mašinky na kratší vzdálenosti (myslím mi bylo řečeno max. pár kilometrů) už jsou dokonce k dostání na trhu (ale není to moc levné).

Další dotazy bych vás prosil, abyste směrovali na Stephana Hawkinga, to je asi osoba, která má momentálně nejlepší ponětí o kvantové mechanice spolu s teorií relativity, jelikož pracuje právě na vytvoření fyziky, která funguje na pomezí těchto dvou lehce si protiřečících teorií (jak už ostatně bylo naznačeno ve videu).

130

Odpovědět

Dobře že mluvíš o šifrování: to byla v podstatě jedna z prvních věcí, co mě napadla po dokoukání. Za pomocí kvantových párů půjde vytvořit v podstatě neprolomitelný symetrický klíč k symetrickým šifrám (tzn.: obrovské zvýšení rychlosti šifrované komunikace, (samozřejmě pokud měření spinu mohou probíhat dostatečně rychle(nejsem fyzik, technice měření nerozumím, od toho se to bude dost odvíjet))). Podmínkou samozřejmě bude vytvořit jeden pár těchto klíčů před začátkem komunikace a předat jej oběma stranám ale pak máš v podstatě 100% jistotu (pokud vygeneruješ dostatek dat z měření samozřejmě :),... ideálně můžeš zvlášť hashovat každý znak ascii 256bity a je to neprolomitelný) že získáš nikoliv pseudonáhodné číslo ale... jak se říká číslu, které je zcela náhodné ale existující ve dvou exemplářích? bipolárně náhodné číslo? dejme tomu :) ... tohle až dá někdo do kupy, tak mu rozvětky všech zemí urvou ruce :D

00

Odpovědět

Video jsem samozrejmne cele dokonale pochopil. Ted si jdu namazat chleba s marmeladou :-D

1170

Odpovědět

no a co kdyz ty castice, jelikož jsou provazane, maji nejaky algoritmus tech spinu tak, ze jsou vzdycky opacne... takze vlastne ta nahoda neni uplne nahoda... a zadna informace se tam neposila, proste jsou vzdy v protikladu a vi to, protoze byly kdysi spolu..

24

Odpovědět

Tak to, co říkáš, je vlastně pravda. Je tam vysvětlené, že dvě provázané částice MUSÍ mít opačný spin. Spíš se řeší úplně jiný problém a to ten, že by tohle znamenalo šíření informace rychleji, než světlo, což je ve světě fyziky celkem průser. :-)

01

Odpovědět

+DanielThorjo, jenze ja rikam, ze zadna informace se nešíří, že už tam je a ted když to píšu tak mi dochází, že tam říka, že to si myslel einstein a že to vyvrátili.. okej, stahuju se :d

20

Odpovědět

+DanielThorO přenosu informace rychleji než se pohybuje světlo nám to ale neříká nic ;)

10

Odpovědět

+DanielThorV tomhle problém není. Je to jako když ztratím botu. Pohledem na tu co mám, ihned vím, jakou jsem ztratil, ať je libovolně daleko.

00

Odpovědět

no veď to je tá utajená informácia o ktorej hovoril Einstein a ktorá sa vyvrátila pokusom

20

Odpovědět

Video jsem přestal chápat v čase 00:00

95

Odpovědět

Ze Zeměplochy
Jak tvrdí filozof Li-tin O'Wevidle, jediná věc, která je rychlejší než obyčejné světlo, je monarchie. Svou teorii zdůvodňuje O'Wevidle takto: V zemi může být jen jeden král a tradice vyžaduje, aby mezi jednotlivými panovníky nebyla žádná mezera, takže když zamře král, musí pravomoci přejít na jiho dědice okamžitě. Li-tin tvrdí, že z toho zákonitě vyplývá, že musí existovat jakési elementární částice - králony, nebo možná vladařony, které jsou toho příčinou. Samozřejmě, někdy se to nepodaří, to když letící králony narazí v letu na antimonarchon nebo republikon. Li-tin O'Wevidle chtěl tento objev využít k vysílání zpráv, měl nesmírně ambiciózní plány, které dokonce zahrnovaly opatrné mučení menších králů s úmyslem modulovat vysílaný signál, ale k jejich dalšímu rozvinutí už nedošlo, protože v té chvíli bar zavíral.

561

Odpovědět

Li-tin ovsem zapomel na pamatecni rychlost tmy - ta je vyssi nez rychlost svetla - vsude kam svetlo dorazi je tma uz davno...

181

Odpovědět

Ten princip kvůli kterému nejde komunikovat se vztahuje jen na jeden pár. Pokud takových párů máme několik desítek, stovek (čím víc, tím líp), pracujících v předprogramovaném řetězci na obou stranách, dokázal by tento systém "přenášet informaci rychleji než světlo." V uvozovkách, protože informace ve fyzice není to samé co informace v pojetí nás smrtelníků.
Cvičení: Počítač na jedné straně ovlivní svůj set částic (dejme tomu tisícovku) v určitém předurčeném vzorci a počítač na druhém konci provede měření a dostane výsledek, který upraví podle stejného vzorce, který použil první počítač (protože si tuto informaci vyměnily/byly naprogramovány před tím, než byly odloučeny, nebyla informace přenesena rychleji než světlo. Teď došlo ke kalibraci systému a ten může použít systém k přenosu "informace." Pokud tuto kalibraci opakujeme ob jedno; tedy kalibrace, poslání informace, kalibrace, poslání informace... a pro vysoký počet částic zároveň, stoupá pravděpodobnost, že na počítač na druhé straně obdrží nezkorumpovanou "informaci." Stále by se jednalo o hádání, protože kvantová fyzika prostě neumožňuje 100% čehokoliv, ale na 99% úspěšnost se dopracovat lze a opravdová informace/spin každé jedné částice by byla na svých 50%, ale celá tisícovka jako celek by tak neoperovala právě díky velkému počtu a díky opakovaným kalibracím by s vysokou pravděpodobností přenášela "informace." Zatelefonujete si s tím přes galaxii? Těžko. Ale na posílání textu, nebo signálu k řízení sond? Určitě.

06

Odpovědět

Že jsem tak smělý, jakým způsobem "ovlivníte set částic v daném vzorci"?

40

Odpovědět

+komunardMno proto je to čistá teorie, žejo :) Fyzika nedokáže ovlivnit spin podle přání, alespoň ne zatím. V okamžiku kdy to dokáže, půjde výše popsané provést.
Pán má pravdu, že to nejde použít ke komunikaci, ale v té větě chybí "v současném stavu."

31

Odpovědět

+komunardJen pro úplnost, fyzika spin ovlivnit dokáže, sice u velice málo atomů a na velice krátkou chvíli, ale dokáže to, ovšem udržet je v téhle "harmonii" je velice obtížné.

11

Odpovědět

Je super vedet, ze az vymre dnesni generace spickovych fyziku, mame generaci trolu ktera je hrave nahradi ;-) (y)

31

Odpovědět

Jenom z vesela mínusujte. Včera to byla moje teorie, dnes jsem strávil šest hodin hrabáním se ve vědeckých článcích (na nature.com a phys.org se toho člověk dočte) a pokusy na stejné bázi jako co jsem popsal já, jsou prováděny od začátku tisíciletí. První měly úspěšnost jedna ze sta miliónů, teď se podstatně zlepšují a blíží ke stoprocentní úspěšnosti. Přenášení informací přes kvantové provázání je kvantová teleportace.
Nejnovější práce v oboru: Unconditional quantum teleportation between distant solid-state quantum bits
"Realizing robust quantum information transfer between long-lived qubit registers is a key challenge for quantum information science and technology. Here we demonstrate unconditional teleportation of arbitrary quantum states between diamond spin qubits separated by 3 meters. We prepare the teleporter through photon-mediated heralded entanglement between two distant electron spins and subsequently encode the source qubit in a single nuclear spin. By realizing a fully deterministic Bell-state measurement combined with real-time feed-forward, quantum teleportation is achieved upon each attempt with an average state fidelity exceeding the classical limit. These results establish diamond spin qubits as a prime candidate for the realization of quantum networks for quantum communication and network-based quantum computing."
Je to fajn, vědět, že mi ta hlava ještě funguje.

41

Odpovědět

+ChristopherTeleportují se zatím jen atomy na krátkou vzdálenost, princip je ten, že vložená informace, v tomhle případě atom, musí být stejná jak v místě příjmu, tak v místě odeslání. Teleportované atomy jsou skutečně stejné, ale tahle metoda jeste neni ani v plenkach, je to spis embryo.

00
Další
Souhlasím Tato webová stránka používá k analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s jejich použitím souhlasíte. (Další informace)