В мире классической физики в один момент времени информация может передаваться только в одном направлении, от отправителя к получателю. Однако, как показали ученые из Венского университета и австрийской Академии Наук, в загадочном мире квантовой физики информация может перемещаться при помощи одной единственной частицы-носителя сразу в двух направлениях, что невозможно с точки зрения классической физики.
В классических коммуникациях, на базе которых работает электронная почта и телефонная связь, к примеру, составляющая сообщение информация заключена в состоянии носителя этой информации, в электрическом токе или фотоне света, который может двигаться только в одном направлении. Для того, чтобы при помощи этого же самого носителя отправить информацию в обратном направлении, требуется сначала дождаться ее прибытия к приемнику. Другими словами, с точки зрения классической физики невозможно реализовать двухсторонний обмен информацией, используя в качестве носителя единственную частицу.
Однако, квантовая частица может находиться в состоянии квантовой суперпозиции, которое определяет не только значение информации, заключенной внутри этой частицы, но и то, что эта частица может находиться в двух местах одновременно. И в определенных условиях такая частица может нести информацию в двух направлениях одновременно, к каждому из участников обмена информацией.
"Рассмотрим самый простой сценарий, где два участника, Эллис и Боб, хотят обменяться информацией, к примеру, логической 1 и 0" - пишут исследователи, - "Оба участника кодируют соответствующие биты в один момент времени в виде состояния суперпозиции квантовой частицы и посылают свои части этой одной квантовой частицы друг другу". Для реализации такого сценария требуется всего лишь, что бы на середине пути между Бобом и Эллис находилось некоторое унитарное устройство, расщепитель луча света, к примеру.
Передача информации в оба конца при помощи одной квантовой частицы требует такого же количества времени, которое требуется для передачи информации в одну сторону классическим образом.
И в заключение следует заметить, что данная работа изначально являлась чисто теоретической. Однако, совсем недавно австрийские ученые проверили свои выкладки экспериментально, используя единичные фотоны света. Результаты этих экспериментов показали, что такой тип квантовых коммуникаций является абсолютно безопасным, ведь даже если кому-то и удастся перехватить часть информации, он не сможет сказать, в каком направлении она двигается, от отправителя к получателю, или наоборот.
