Ученые продемонстрировали возможность межзвездной квантовой связи

Физики Эдинбургского университета Арджун Берера (Arjun Berera) и Джейме Калдерон-Фигероа (Jaime Calder´on-Figueroa) продемонстрировали, что в межзвездном пространстве возможно создать каналы квантовой связи.

Согласно результатам исследования, опубликованным в журнале Physical Review D, внеземные цивилизации могли бы использовать для нужд квантовой телепортации рентгеновские лучи, которые потенциально можно обнаружить с помощью земных инструментов. Препринт научной работы доступен в репозитории arXiv.

Важным препятствием на пути к созданию устойчивых каналов квантовой связи является декогеренция, которая возникает при взаимодействии частицы с окружающей средой. Тем не менее некоторые ученые предполагают, что запутанные фотоны определенной частоты могут избежать декогеренции даже на галактических дистанциях.

Для межзвездной телепортации важно сохранить запутанность двух частиц, находящихся у отправителя и получателя. Квантовое состояние потенциально может быть разрушено через взаимодействие с гравитационным полем, однако Берера и Калдерон-Фигероа показали, что фотоны как безмассовые частицы не декогерируют под воздействием гравитации (в отличие от электронов). Гравитация может повлиять на точность передаваемого через запутанные фотоны сообщения, однако частицы успеют пройти огромные межзвездные расстояния, прежде чем это влияние станет существенным. Средняя длина свободного пробега фотона, прежде чем он рассеется на частицах межзвездной среды, превышает галактические масштабы, а иногда и размер наблюдаемой Вселенной.

Рентгеновские лучи особенно привлекательны для целей квантовой информации, поскольку их проще обнаружить, чем оптические фотоны, они более надежны, имеют большую проникающую способность и лучшую способность к фокусировке. Однако из-за атмосферного поглощения приемник рентгеновских фотонов должен располагаться на космической орбите. Ученые отмечают, что оптический и микроволновый диапазоны также могут стать хорошей основой для квантовой связи.

По словам авторов работы, квантовая телепортация предлагает наилучший способ связи между цивилизациями, разделенными межзвездными расстояниями. Она потенциально предоставляет возможность передавать большие объемы информации, если внеземным цивилизациям доступны пока еще не известные человечеству типы квантовых вычислений и обработки сигналов.