Възможна ли е телепортация в реалния живот?

Телепортацията е трансфер на материя или енергия от едно място на друго, без нито един от тях да пресича разстоянието в традиционния физически смисъл. Когато капитан Джеймс Т. Кърк от телевизионния сериал и филми "Звездни пътеки" разказа за първи път на инженера на Starship Enterprise Монтгомъри "Скоти" Скот, за да ме "излъчи" през 1967 г., малко актьорите знаеха това от 1993 г., учен от IBM Чарлз Х. Бенет и колеги ще предложат научна теория, която предполага реалната възможност за телепортация.

До 1998 г. телепортацията стана реалност, когато физиците от Калифорнийския технологичен институт квантово телепортираха a частица светлина от едно място до друго в лаборатория, без тя физически да пресича разстоянието между двете местоположения. Въпреки че съществуват някои прилики между научната фантастика и научните факти, телепортацията в реалния свят се различава значително от измислените корени.

Клонът на науката, довел до тази първа телепортация през 1998 г., се корени от бащата на квантовата механика, немския физик Макс Планк. Работата му през 1900 и 1905 г. по термодинамика го води до откриването на отделни пакети енергия, които той нарича „кванти“. В неговата теория, сега известен като константа на Планк, той разработи формула, която описва как квантите на субатомно ниво се представят като частици и вълни.

Много правила и принципи в квантовата механика на макроскопично ниво описват тези два вида явления: двойното съществуване на вълни и частици. Частиците, като локализирани преживявания, предават както маса, така и енергия в движение. Вълните, представляващи делокализирани събития, се разпространяват в пространството-време, като светлинни вълни в електромагнитния спектър, и носят енергия, но не маса, докато се движат. Например топките на билярдна маса - предмети, които можете да докоснете - се държат като частици, докато вълните на езерце се държат като вълни, където няма "нетен пренос на вода: следователно нетен пренос на маса", пише Стивън Дженкинс, професор по физика в Университета в Ексетър в Великобритания

Едно основно правило на Вселената, разработено от Вернер Хайзенберг през 1927 г., сега известно като несигурността на Хайзенберг принцип, казва, че съществува вътрешно съмнение, свързано с познаването на точното местоположение и тяга на всеки индивид частица. Колкото повече можете да измерите един от атрибутите на частицата, например тягата, толкова по-неясна става информацията за местоположението на частицата. С други думи, принципът казва, че не можете да познавате едновременно двете състояния на частицата, още по-малко да познавате множеството състояния на много частици едновременно. Принципът на несигурност на Хайзенберг сам по себе си прави идеята за телепортацията невъзможна. Но тук квантовата механика става странна и това се дължи на изследването на физика Ервин Шрьодингер за квантово заплитане.

Когато се обобщи с най-прости думи, квантовото заплитане, което Айнщайн нарича „призрачно действие на разстояние“, по същество казва, че измерването на една заплетена частица влияе върху измерването на втората заплетена частица, дори ако има голямо разстояние между двете частици.

Шрьодингер описва това явление през 1935 г. като „отклонение от класическите линии на мислене“ и го публикува в статия от две части, в която той нарича теорията „Verschränkung“ или заплитане. В тази статия, в която той също говори за своята парадоксална котка - жива и мъртва едновременно, докато наблюдението не срина съществуването на състоянието на котката в него или мъртъв, или жив - Шрьодингер предполага, че когато две отделни квантови системи се заплитат или квантово свързват поради предишна среща, обяснение на характеристиките на едната квантова система или състояние не са възможни, ако не включват характеристиките на другата система, независимо от пространственото разстояние между двете системи.

Квантовото заплитане е в основата на експериментите за квантова телепортация, които учените провеждат днес.

Днес телепортацията от учените разчита на квантовото заплитане, така че това, което се случва с едната частица, се случва мигновено с другата. За разлика от научната фантастика, той не включва физическо сканиране на обект или човек и предаването му на друго място, защото в момента е невъзможно да се създаде точно квантово копие на оригиналния обект или човек, без да се унищожи оригинален.

Вместо това квантовата телепортация представлява преместване на квантово състояние (като информация) от един атом в различен атом през значителна разлика. Научни екипи от Университета в Мичиган и Съвместния квантов институт към Университета в Мериленд съобщиха през 2009 г., че са завършили успешно този конкретен експеримент. В техния експеримент информацията от един атом се премества в друг на метър един от друг. По време на експеримента учените държаха всеки атом в отделни заграждения.

Докато идеята за транспортиране на човек или обект от Земята до далечно място в космоса остава в сферата на научната фантастика за в момента квантовото телепортиране на данни от един атом на друг има потенциал за приложения на множество арени: компютри, киберсигурност, Интернет и още.

По принцип всяка система, която разчита на предаване на данни от едно място на друго, може да види, че предаването на данни се случва много по-бързо, отколкото хората могат да започнат да си представят. Когато квантовата телепортация води до преместване на данни от едно място на друго без никакъв период от време поради суперпозиция - данните, съществуващи и в двете двойните състояния както на 0, така и на 1 в двоичната система на компютъра, докато измерването свие състоянието в 0 или 1 - данните се движат по-бързо от скоростта на светлина. Когато това се случи, компютърните технологии ще претърпят съвсем нова революция.