Teleportacija je prijenos materije ili energije s jednog mjesta na drugo, a da niti jedno od njih ne prijeđe udaljenost u tradicionalnom fizičkom smislu. Kad je kapetan James T. Kirk iz TV serije i filmova "Zvjezdane staze" prvi je put rekao inženjeru Starship Enterprisea, Montgomeryju "Scotty" Scott da me "zrači" 1967., glumci to malo što znaju 1993., IBM-ov znanstvenik Charles H. Bennett i kolege predložili bi znanstvenu teoriju koja bi sugerirala stvarnu mogućnost teleportacije.
Do 1998. godine teleportacija je postala stvarnost kada su fizičari s Kalifornijskog tehnološkog instituta kvantno teleportirali a čestica svjetlosti s jednog mjesta na drugo u laboratoriju, a da fizički ne prijeđe udaljenost između njih lokacijama. Iako postoje neke sličnosti između znanstvene fantastike i znanstvenih činjenica, teleportacija se u stvarnom svijetu uvelike razlikuje od svojih izmišljenih korijena.
Korijeni teleportacije: kvantna fizika i mehanika
Grana znanosti koja je 1998. dovela do te prve teleportacije korijene vuče od oca kvantne mehanike, njemačkog fizičara Maxa Plancka. Njegov rad u termodinamici 1900. i 1905. godine doveo ga je do otkrića različitih paketa energije koje je nazvao "kvantama". U svojoj teoriji, sada poznat kao Planckova konstanta, razvio je formulu koja opisuje kako kvanti na subatomskoj razini djeluju kao čestice i valovi.
Mnoga pravila i principi u kvantnoj mehanici na makroskopskoj razini opisuju ove dvije vrste pojava: dvostruko postojanje valova i čestica. Čestice, kao lokalizirana iskustva, prenose i masu i energiju u pokretu. Valovi, koji predstavljaju delokalizirane događaje, šire se kroz prostor-vrijeme, poput svjetlosnih valova u elektromagnetskom spektru, i nose energiju, ali ne i masu dok se kreću. Na primjer, kuglice na bilijarskom stolu - predmeti koje možete dodirnuti - ponašaju se poput čestica, dok se mreškanje na jezercu ponaša poput valova gdje nema "neto prijenosa vode: dakle nema neto prijenosa mase", piše Stephen Jenkins, profesor fizike sa Sveučilišta Exeter u Velika Britanija
Temeljno pravilo: Heisenbergov princip nesigurnosti
Jedno od temeljnih pravila svemira, koje je razvio Werner Heisenberg 1927. godine, a danas je poznato kao Heisenbergova nesigurnost Načelo kaže da postoji unutarnja sumnja povezana s poznavanjem točnog mjesta i potiska bilo koje osobe čestica. Što više možete izmjeriti jedan od atributa čestice, poput potiska, to postaju nejasnije informacije o položaju čestice. Drugim riječima, princip kaže da ne možete istodobno znati oba stanja čestice, a još manje znati višestruka stanja mnogih čestica odjednom. Heisenbergov princip neizvjesnosti sam po sebi čini ideju teleportacije nemogućom. Ali tu kvantna mehanika postaje čudna, a to je posljedica studije fizičara Erwina Schrödingera o kvantnoj zapletenosti.
Sablasna akcija na daljinu i Schrödingerova mačka
Kada se saže najjednostavnijim pojmovima, kvantno zapletanje, koje je Einstein nazvao "sablasnom akcijom na daljinu", u osnovi kaže da mjerenje jedne zapletene čestice utječe na mjerenje druge zapletene čestice, čak i ako postoji velika udaljenost između njih čestice.
Schrödinger je opisao ovaj fenomen 1935. godine kao "odmak od klasičnih misli" i objavio ga u dvodijelnom radu u kojem je teoriju nazvao "Verschränkung" ili zapletenošću. U tom radu, u kojem je također govorio o svojoj paradoksalnoj mački - istodobno živoj i mrtvoj sve dok promatranje nije urušilo postojanje mačjeg stanja u bilo mrtvo bilo živo - Schrödinger je sugerirao da kada se dva odvojena kvantna sustava zaplete ili kvantno povežu zbog prethodnog susreta, objašnjenje značajke jednog kvantnog sustava ili stanja nisu moguće ako ne uključuju karakteristike drugog sustava, bez obzira na prostornu udaljenost između dva sustavima.
Kvantno zapletanje čini osnovu eksperimenata kvantne teleportacije koje danas provode znanstvenici.
Kvantna teleportacija i znanstvena fantastika
Teleportacija znanstvenika danas se oslanja na kvantno preplitanje, tako da se ono što se dogodi jednoj čestici trenutno dogodi i drugoj. Za razliku od znanstvene fantastike, ona ne uključuje fizičko skeniranje predmeta ili osobe i prijenos na drugo mjesto, jer je trenutno nemoguće stvoriti preciznu kvantnu kopiju izvornog predmeta ili osobe bez uništavanja izvornik.
Umjesto toga, kvantna teleportacija predstavlja premještanje kvantnog stanja (poput informacija) s jednog atoma na drugi atom na znatnoj razlici. Znanstveni timovi sa Sveučilišta u Michiganu i Joint Quantum Institute na Sveučilištu Maryland izvijestili su 2009. godine da su uspješno dovršili ovaj određeni eksperiment. U njihovom su eksperimentu informacije s jednog atoma prešle na drugi na metar udaljenosti. Znanstvenici su tijekom pokusa svaki atom držali u zasebnim kućištima.
Kakva je budućnost teleportacije
Dok ideja o transportu osobe ili predmeta sa Zemlje na udaljeno mjesto u svemiru ostaje u području znanstvene fantastike za u ovom trenutku, kvantna teleportacija podataka s jednog atoma na drugi ima potencijal za primjenu u više arena: računala, cyber sigurnost, Internet i više.
U osnovi svaki sustav koji se oslanja na prijenos podataka s jednog mjesta na drugo mogao bi vidjeti da se prijenos podataka događa mnogo brže nego što ljudi mogu zamisliti. Kada kvantna teleportacija rezultira premještanjem podataka s jednog mjesta na drugo bez ikakvog vremenskog odmaka zbog superpozicije - podaci postoje u oba dvostruka stanja i 0 i 1 u binarnom sustavu računala dok mjerenje ne uruši stanje u 0 ili 1 - podaci se kreću brže od brzine svjetlo. Kad se to dogodi, računalna tehnologija doživjet će potpuno novu revoluciju.
