Для галактики, яка мала б гудіти від інопланетних радіохвиль, космос здається жахливо тихим. Нове дослідження припускає, що, можливо, просто можливо, це тому, що інопланетяни можуть бачити, що у нас немає потрібного квантового обладнання, щоб почути їх. Принаймні ще ні.
Звичайно, існує ціла купа правдоподібних пояснень того, чому роки пошуків не змогли дати навіть найменшого шуму від нелюдського розуму серед зірок. Можливо, вони всі занадто бояться. Можливо, вони всі давно померли. Можливо, ми занадто нудні. Можливо, нам просто потрібно набратися терпіння. Можливо ми справді одні.
Або, на думку фізика-теоретика Единбурзького університету Латама Бойла, інопланетяни можуть бути занадто крутими для старої школи, оскільки вони знайшли переваги використання кубітів для збільшення пропускної здатності.
«Можливість міжзоряного квантового зв’язку є інтригуючою, оскільки вона фундаментально розширює поняття міжзоряного зв’язку», — пояснює Бойл у своїй статті, яку ви можете завантажити з сервера попереднього рецензування arXiv.
Якщо квантовий зв’язок існує, це може бути перемогою для передових технологій на нашій планеті, але цей процес унеможливить для нас його виявлення без серйозної модернізації обладнання. Класична комунікація використовує фундаментальні властивості електромагнітних хвиль для надсилання повідомлень.
Налаштування характеристик фотонів, таких як їх кількість або частота, може передавати інформацію, яка залишається розбірливою на величезних ділянках міжзоряного небуття, дозволяючи таким технологічним видам, як ми, передавати звуки, зображення та текст зі швидкістю світла. Як люди виявили протягом останнього століття, світлова хвиля — це щось більше, ніж розмір і довжина її ворушіння.
Квантова механіка — це місце, де класична фізика зустрічається з азартною грою, поєднуючи математику ймовірності із законами, які визначають, як функціонують частинки.
Виходячи з цього дивного способу мислення про Всесвіт, світлові хвилі можуть існувати в розмитих станах, заплутуючи свої долі, тож суму їхніх характеристик можна використовувати для обчислення, спостереження, передачі та навіть телепортації інформації у спосіб, яким це можуть зробити окремі фотони. не робити сам.
Експерименти показали, що нечіткий стан імовірності фотона залишається незмінним на досить вражаючих відстанях, що робить концепцію міжзоряних квантових мереж у принципі здійсненною.
Щоб розглянути, як інопланетяни можуть використовувати квантову природу світла замість класичної комунікаційної технології, Бойл порівняв інформаційну ємність кожного з них і різні способи, якими помилки можуть зруйнувати класичні, квантові та комбіновані передачі.
Точне надсилання радіосигналу на будь-яку відстань покладається на те, що приймач уловлює принаймні крихітну частку світлових хвиль. Теоретично, один фотон міг би передавати значущу інформацію, дозволяючи багато надлишкових для світлових хвиль, які губляться в порожнечі по дорозі.
Не так для квантового з’єднання, де кілька фотонів беруть участь в одній передачі, більшість з яких потрібно отримати в делікатному стані, щоб повідомлення було точно інтерпретовано.
За підрахунками Бойла, будь-які передавальні та приймальні тарілки повинні мати ширину більше 100 кілометрів (більше 60 миль), щоб забезпечити достатню кількість квантових станів, які витримають подорож. Це також найкращий сценарій, оптимістично збираючи хвилі від нашого найближчого галактичного сусіда на найвищій частоті, яка може легко проходити через атмосферу Землі.
Менші тарілки можуть збирати коротші хвилі, але щоб вони мали надію зібрати достатню кількість фотонів, вони повинні знаходитися над нашою атмосферою, наприклад на Місяці. Або менші тарілки можна використовувати у двосторонній петлі, де квантові сигнали супроводжуються класичними, пом’якшуючи процес виправлення помилок настільки, щоб дозволити ще кільком фотонам загубитися на шляху.
З усім тим, будь-який інопланетянин, який бажає кричати на нас квантово, напевно матиме технологію, щоб побачити нашу планету досить детально, щоб зробити висновок, що він не почує. Тому вони навіть не намагалися. Це дослідження доступне на сервері попередньої публікації arXiv .