Просмотр новости
Найдите то, что Вас интересует
Спутники
РН
SpaceX
Роскосмос
NASA
СпутникиРНSpaceXРоскосмосNASAОстановка света и квантовая криптография
В 1999 году команда Лене Хау (Гарвард) сделала это, используя конденсат Бозе-Эйнштейна — облако атомов натрия, охлажденное до температуры в миллиардные доли градуса выше абсолютного нуля (почти -273 °C).
Как это работает (магия квантовой оптики):
1. Без лазера: Свет в обычном конденсате непрозрачен и быстро затухает.
2. Включаем «контрольный» лазер: Ученые направляют мощный управляющий лазер на облако. Это создает квантовую когерентность — атомы приходят в особое состояние, при котором облако становится абсолютно прозрачным для импульса света (эффект ЭИТ — электромагнитно-индуцированная прозрачность).
3. Замедление: В таком состоянии скорость светового импульса падает до 17 метров в секунду (быстрее велосипеда, но медленнее бегуна).
4. Остановка: Затем ученые выключают контрольный лазер в тот момент, когда световой импульс находится внутри облака. Импульс резко останавливается и преобразуется в когерентное спиновое возбуждение атомов (по сути, информация о свете записывается в «память» атомного ансамбля).
Воскрешение: Через миллисекунду (или даже через минуту в более поздних экспериментах) ученые снова включают контрольный лазер — и из облака материализуется точно такой же световой импульс, который двигается дальше.
В квантовой криптографии «замороженный» свет решает главную проблему безопасности — незаметность перехватчиков.
Вот как это работает на практике:
1. Секрет — в запутанности
В такой системе фотоны рождаются запутанными (их состояния связаны). Один фотон летит к получателю, а второй — прямо в «конденсат» (хранилище) отправителя, где останавливается и ждет.
2. Невозможность клонирования (Теорема о запрете клонирования)
Если хакер перехватит летящий фотон и попытается его измерить или скопировать, он разрушит его квантовое состояние. Скопировать его невозможно — это фундаментальный закон природы.
3. Сравнение «ключей»
Когда получатель принимает свой фотон, отправитель «оживляет» его сохраненную копию (второй фотон) и они сравнивают состояния через открытый канал.
- Если состояния совпали → канал чист, ключ шифрования безопасен.
- Если состояния отличаются (или фотон пропал) → это 100% гарантия, что хакер вмешался. Такой ключ тут же выбрасывается, а передача начинается заново.
Главный прорыв «заморозки»:
Без нее отправитель должен был бы хранить свой фотон в оптоволокне. Но свет улетает за микросекунды. Конденсат же позволяет держать фотон целые минуты, синхронизируя передачу на огромных расстояниях без потери данных.
Китай уже использует спутник «Мо-Цзы» для распределения таких квантовых ключей через космос.