Je teleportace možná v reálném životě?

Teleportace je přenos hmoty nebo energie z jednoho místa do druhého, aniž by jeden z nich překročil vzdálenost v tradičním fyzickém smyslu. Když kapitán James T. Kirk z televizního seriálu a filmů „Star Trek“ poprvé řekl inženýrovi Starship Enterprise Montgomerymu "Scotty" Scott na "paprsek mě" v roce 1967, herci nevěděli, že do roku 1993, vědec IBM Charles H. Bennett a jeho kolegové navrhnou vědeckou teorii, která navrhne možnost teleportace v reálném životě.

Do roku 1998 se teleportace stala realitou, když fyzici z Kalifornského technologického institutu kvantově teleportovali a částice světla z jednoho místa do druhého v laboratoři, aniž by fyzicky překročila vzdálenost mezi nimi umístění. I když existují určité podobnosti mezi sci-fi a science fiction, teleportace v reálném světě se velmi liší od jejích fiktivních kořenů.

Vědecké odvětví, které vedlo k první teleportaci v roce 1998, má kořeny od otce kvantové mechaniky, německého fyzika Maxe Plancka. Jeho práce v termodynamice v letech 1900 a 1905 ho přivedla k objevu odlišných energetických balíčků, které nazval „kvantá“. Podle jeho teorie nyní známý jako Planckova konstanta, vyvinul vzorec, který popisuje, jak kvanta na subatomární úrovni fungují jako částice i vlny.

Mnoho pravidel a principů v kvantové mechanice na makroskopické úrovni popisuje tyto dva typy výskytů: dvojí existenci vln a částic. Částice, které jsou lokalizovanými zážitky, přenášejí hmotu i energii v pohybu. Vlny, představující delokalizované události, se šíří napříč časoprostorem, jako jsou světelné vlny v elektromagnetickém spektru, a při pohybu přenášejí energii, ale ne hmotu. Například koule na kulečníkovém stole - předměty, kterých se můžete dotknout - se chovají jako částice, zatímco vlnění na rybníku se chovají jako vlny, kde neexistuje „žádný čistý přenos vody: tudíž žádný čistý přenos hmoty,“ píše Stephen Jenkins, profesor fyziky na univerzitě v Exeteru v SPOJENÉ KRÁLOVSTVÍ.

Jedno základní pravidlo vesmíru, které vytvořil Werner Heisenberg v roce 1927, nyní známé jako Heisenbergova nejistota Princip říká, že existuje vnitřní pochybnost spojená se znalostí přesného umístění a tahu každého jednotlivce částice. Čím více můžete měřit jeden z atributů částice, jako je tah, tím nejasnější jsou informace o poloze částice. Jinými slovy, princip říká, že nemůžete znát oba stavy částice současně, natož znát více stavů mnoha částic najednou. Samotný Heisenbergův princip nejistoty znemožňuje myšlenku teleportace. Ale právě zde se kvantová mechanika stává divnou a je to díky studii kvantového zapletení fyzika Erwina Schrödingera.

Když to shrneme nejjednoduššími pojmy, kvantové zapletení, které Einstein nazval „strašidelnou akcí na dálku“, v podstatě říká, že Měření jedné zapletené částice ovlivňuje měření druhé zapletené částice, i když je mezi nimi velká vzdálenost částice.

Schrödinger popsal tento jev v roce 1935 jako „odklon od klasických myšlenkových směrů“ a publikoval ho ve dvoudílném článku, ve kterém nazval teorii „Verschränkung“ nebo zapletením. V tomto příspěvku, ve kterém také hovořil o své paradoxní kočce - živé i mrtvé současně, dokud pozorování nespadlo do existence kočičího stavu buď mrtvý nebo živý - Schrödinger navrhl, že když se dva oddělené kvantové systémy zapletou nebo kvantově spojí kvůli předchozímu setkání, vysvětlení vlastnosti jednoho kvantového systému nebo stavu nejsou možné, pokud nezahrnuje charakteristiky druhého systému, bez ohledu na prostorovou vzdálenost mezi těmito dvěma systémy.

Kvantové zapletení tvoří základ experimentů kvantové teleportace, které dnes vědci provádějí.

Teleportace vědců se dnes spoléhá na kvantové zapletení, takže to, co se stane s jednou částicou, se stane okamžitě s druhou. Na rozdíl od sci-fi to nezahrnuje fyzické skenování objektu nebo osoby a její přenos na jiné místo, protože v současné době není možné vytvořit přesnou kvantovou kopii původního objektu nebo osoby, aniž byste ji zničili originál.

Místo toho kvantová teleportace představuje přesun kvantového stavu (jako informace) z jednoho atomu do jiného atomu přes značný rozdíl. Vědecké týmy z University of Michigan a Společného kvantového institutu na University of Maryland v roce 2009 oznámily, že tento konkrétní experiment úspěšně dokončily. Ve svém experimentu se informace z jednoho atomu přesunula do druhého s odstupem jednoho metru. Vědci během experimentu drželi každý atom v samostatných skříních.

Zatímco myšlenka transportu osoby nebo předmětu ze Země na vzdálené místo ve vesmíru zůstává v oblasti science fiction pro moment, kvantová teleportace dat z jednoho atomu na druhý má potenciál pro aplikace ve více arénách: počítače, kybernetická bezpečnost, internet a více.

V podstatě každý systém, který se spoléhá na přenos dat z jednoho místa do druhého, mohl vidět, že k datovým přenosům dochází mnohem rychleji, než si lidé dokáží představit. Když kvantová teleportace vede k přesunu dat z jednoho místa do druhého bez jakéhokoli časového prodlevy kvůli superpozici - data existující v obou duální stavy 0 a 1 v binárním systému počítače, dokud měření nesbalí stav na 0 nebo 1 - data se pohybují rychleji než rychlost světlo. Když k tomu dojde, počítačová technologie projde zcela novou revolucí.