Ist Teleportation im wirklichen Leben möglich?

Teleportation ist die Übertragung von Materie oder Energie von einem Ort zum anderen, ohne dass einer von beiden die Distanz im traditionellen physikalischen Sinne überwindet. Als Kapitän James T. Kirk aus der TV-Serie "Star Trek" und den Filmen erzählte zuerst dem Starship Enterprise-Ingenieur Montgomery "Scotty" Scott "beam me up" im Jahr 1967, wenig wussten die Schauspieler, dass 1993 IBM-Wissenschaftler Karl H. Bennett und Kollegen würden eine wissenschaftliche Theorie vorschlagen, die die reale Möglichkeit der Teleportation nahelegt.

1998 wurde die Teleportation Realität, als Physiker des California Institute of Technology Quantenteleportierte a Lichtteilchen von einem Ort zum anderen in einem Labor, ohne dass es die Distanz zwischen den beiden physisch überwindet Standorte. Obwohl zwischen Science Fiction und Science Fact einige Ähnlichkeiten bestehen, unterscheidet sich die Teleportation in der realen Welt stark von ihren fiktiven Wurzeln.

Der Wissenschaftszweig, der 1998 zu dieser ersten Teleportation führte, hat seine Wurzeln beim Vater der Quantenmechanik, dem deutschen Physiker Max Planck. Seine Arbeiten in den Jahren 1900 und 1905 in der Thermodynamik führten ihn zur Entdeckung verschiedener Energiepakete, die er "Quanten" nannte. In seiner Theorie heute als Planck-Konstante bekannt, entwickelte er eine Formel, die beschreibt, wie sich Quanten auf subatomarer Ebene sowohl als Teilchen als auch als Wellen.

Viele Regeln und Prinzipien der Quantenmechanik auf makroskopischer Ebene beschreiben diese beiden Arten von Ereignissen: die duale Existenz von Wellen und Teilchen. Teilchen als lokalisierte Erfahrungen transportieren sowohl Masse als auch Energie in Bewegung. Wellen, die delokalisierte Ereignisse darstellen, breiten sich über die Raumzeit aus, wie etwa Lichtwellen im elektromagnetischen Spektrum, und tragen bei ihrer Bewegung Energie, aber keine Masse. Zum Beispiel verhalten sich die Kugeln auf einem Billardtisch – Gegenstände, die Sie berühren können – wie Partikel, während sich Wellen auf einem Teich wie Wellen verhalten, bei denen es gibt "keinen Nettotransport von Wasser: daher auch keinen Nettotransport von Masse", schreibt Stephen Jenkins, Physikprofessor an der University of Exeter in der VEREINIGTES KÖNIGREICH.

Eine grundlegende Regel des Universums, die 1927 von Werner Heisenberg entwickelt wurde und heute als Heisenbergsche Unsicherheit bekannt ist Prinzip, besagt, dass es einen intrinsischen Zweifel gibt, der damit verbunden ist, den genauen Standort und die genaue Ausrichtung eines Individuums zu kennen Partikel. Je mehr Sie eines der Partikelattribute wie den Schub messen können, desto unklarer werden die Informationen über die Position des Partikels. Mit anderen Worten, das Prinzip besagt, dass Sie nicht beide Zustände des Teilchens gleichzeitig kennen können, geschweige denn die mehreren Zustände vieler Teilchen gleichzeitig. Heisenbergs Unschärferelation allein macht die Idee der Teleportation unmöglich. Aber hier wird die Quantenmechanik seltsam, und das liegt an der Studie des Physikers Erwin Schrödinger zur Quantenverschränkung.

In den einfachsten Begriffen zusammengefasst, sagt die Quantenverschränkung, die Einstein als "spukhafte Fernwirkung" bezeichnete, im Wesentlichen, dass Die Messung eines verschränkten Teilchens beeinflusst die Messung des zweiten verschränkten Teilchens, selbst wenn ein großer Abstand zwischen den beiden besteht Partikel.

Schrödinger beschrieb dieses Phänomen 1935 als "Abweichen von klassischen Gedankengängen" und veröffentlichte es in einem zweiteiligen Aufsatz, in dem er die Theorie "Verschränkung" nannte. In diesem Papier, in dem er auch von seiner paradoxen Katze sprach – lebendig und tot zugleich, bis die Beobachtung die Existenz des Zustands der Katze in sich zusammenbrach entweder tot oder lebendig – Schrödinger schlug vor, dass, wenn zwei separate Quantensysteme aufgrund einer früheren Begegnung verschränkt oder quantenmäßig verbunden werden, eine Erklärung für die Eigenschaften eines Quantensystems oder Zustands ist nicht möglich, wenn es die Eigenschaften des anderen Systems nicht einschließt, unabhängig von der räumlichen Entfernung zwischen den beiden Systeme.

Quantenverschränkung bildet die Grundlage für Quantenteleportationsexperimente, die Wissenschaftler heute durchführen.

Die Teleportation von Wissenschaftlern beruht heute auf Quantenverschränkung, sodass das, was mit einem Teilchen passiert, sofort mit dem anderen passiert. Anders als bei Science-Fiction geht es nicht darum, ein Objekt oder eine Person physisch zu scannen und an einen anderen Ort zu übertragen. weil es derzeit unmöglich ist, eine genaue Quantenkopie des ursprünglichen Objekts oder der Person zu erstellen, ohne die Original.

Stattdessen stellt die Quantenteleportation dar, dass ein Quantenzustand (wie eine Information) von einem Atom zu einem anderen Atom über einen beträchtlichen Unterschied hinweg bewegt wird. Wissenschaftliche Teams der University of Michigan und des Joint Quantum Institute der University of Maryland berichteten 2009, dass sie dieses spezielle Experiment erfolgreich abgeschlossen haben. In ihrem Experiment bewegten sich Informationen von einem Atom zu einem anderen im Abstand von einem Meter. Die Wissenschaftler hielten jedes Atom während des Experiments in separaten Gehäusen.

Während die Idee, eine Person oder ein Objekt von der Erde zu einem weit entfernten Ort im Weltraum zu transportieren, für die Momentan hat die Quantenteleportation von Daten von einem Atom zum anderen Potenzial für Anwendungen in mehreren Bereichen: Computer, Cybersicherheit, Internet und mehr.

Grundsätzlich kann jedes System, das auf die Übertragung von Daten von einem Ort zum anderen angewiesen ist, sehen, dass Datenübertragungen viel schneller erfolgen, als sich die Menschen vorstellen können. Wenn die Quantenteleportation dazu führt, dass sich Daten aufgrund von Überlagerung ohne Zeitverzögerung von einem Ort zum anderen bewegen – die Daten sind in beiden vorhanden die dualen Zustände von 0 und 1 im Binärsystem eines Computers, bis die Messung den Zustand in 0 oder 1 kollabiert – die Daten bewegen sich schneller als die Geschwindigkeit von Licht. Wenn dies geschieht, wird die Computertechnologie eine völlig neue Revolution erfahren.