Blog Khoa học -Các nhà vật lý Robert H. Jonsson, Eduardo Martín-Martínez, và Achim Kempf, Đại học Waterloo, đã chứng minh về lý thuyết rằng có thể truyền tải thông tin từ nơi này đến nơi khác mà không cần truyền năng lượng.
Thay vì sử dụng các photon thực sự, luôn luôn mang theo năng lượng, kỹ thuật này sử dụng hào quang lượng tử nhỏ, mới được dự đoán của các photon ảo mà không cần phải mang theo năng lượng. Mặc dù không có năng lượng được truyền đi, nhưng người nhận phải có năng lượng cần thiết để phát hiện các tín hiệu đi đến - tương tự như cách mà một cá nhân phải trả tiền để nhận được một cuộc gọi thỏa thuận. |
| Sơ đồ không-thời gian ý tưởng đề xuất của các nhà khoa học, trong đó các đường chấm là các tia sáng đầu tiên và cuối cùng phát ra từ Alice. Do không có năng lượng được truyền đi, nên người nhận (Bob) phải có năng lượng cần thiết để phát hiện các tín hiệu đi đến. Nguồn: Jonsson, et al. ©2015 American Physical Society |
Hiện nay, mọi giao thức truyền tải thông tin đều kèm theo năng lượng. Đó là do các giao thức này sử dụng các photon thực để truyền tải thông tin, và tất cả các photon đều mang năng lượng, vì vậy thông tin và năng lượng gắn liền với nhau.
Nói chung, khi chúng ta nói về các trường điện từ và photon, chúng ta đều nói đến các photon thực. Ví dụ, ánh sáng đi vào mắt chúng ta chỉ bao gồm các photon thực, mang cả thông tin và năng lượng. Tuy nhiên, tất cả các trường điện từ không chỉ chứa các photon thật, mà còn cả các photon ảo, có thể được coi như "các dấu vết trong chân không lượng tử". Phát hiện mới cho thấy rằng, trong những trường hợp nhất định, các photon ảo không mang năng lượng đó có thể được sử dụng để truyền tải thông tin.
Các nhà vật lý này đã cho thấy làm thế nào để có thể truyền thông tin với năng lượng ít hơn này bằng cách thực hiện hai việc:
"Đầu tiên, chúng tôi sử dụng ăng-ten lượng tử, tức là, ăng-ten đó ở các trạng thái siêu chồng chập lượng tử", Kempf nói. "Ví dụ, với công nghệ quang lượng tử hiện nay, các nguyên tử có thể được sử dụng làm các ăng-ten như vậy. Thứ hai, chúng tôi sử dụng một thực tế là, khi photon thực được phát ra (và lan truyền với tốc độ ánh sáng), các photon này để lại một hào quang nhỏ các photon ảo và lan truyền chậm hơn so với ánh sáng. Hào quang này không mang năng lượng (ngược với các photon thực), nhưng nó mang thông tin về sự kiện đã tạo ra ánh sáng. Người nhận có thể "xâm nhập" vào ánh hào quang đó, dùng năng lượng để phục hồi thông tin về ánh sáng đã trải qua trong một thời gian dài trước đó".
Giao thức đề xuất này có một yêu cầu hơi khác thường: nó chỉ có thể diễn ra trong không thời gian với các chiều trong đó photon ảo có thể đi chậm hơn so với tốc độ của ánh sáng. Ví dụ, hào quang sẽ không xảy ra trong không-thời gian 3 chiều + 1 của chúng ta nếu không thời gian hoàn toàn phẳng. Tuy nhiên, không thời gian của chúng ta có một số đường cong, và điều đó tạo ra khả năng tồn tại hào quang này.
Những ý tưởng này cũng có ý nghĩa đối với vũ trụ học. "Trong công trình này, các nhà vật lý cho thấy rằng hào quang của các sự kiện xảy ra trong Vũ trụ sơ khai mang nhiều thông tin hơn so với ánh sáng đi đến chúng ta từ những sự kiện đó", Martín-Martínez nói. "Điều này là đáng ngạc nhiên bởi vì, cho đến bây giờ, chúng ta tin rằng lượng tử thực sự, như các photon ánh sáng thực, là các vật mang thông tin duy nhất từ Vũ trụ sơ khai".
Các giao thức mới này cũng có thể có ứng dụng thực tế cho công nghệ thông tin lượng tử. "Hào quang cũng xảy ra trong không-thời gian phẳng có các chiều khác 3 + 1", Jonsson nói. "Đặc biệt nó xảy ra trong trường hợp chỉ có một chiều kích không gian, chẳng hạn như ở trường hợp trong một sợi quang học. Chúng tôi đang nghiên cứu các ứng dụng của kết quả này vào liên lạc lượng tử thông qua sợi quang".
Theo vista.gov.vn từ N.M.Q (theo Physical Review Letters, 31/3/2015)
dacluu03@gmail.com ConversionConversion EmoticonEmoticon