האם טלפורטציה אפשרית בחיים האמיתיים?

טלפורטציה היא העברת חומר או אנרגיה ממיקום אחד למקום אחר מבלי שאחד מהם יעבור את המרחק במובן הפיזי המסורתי. כשקפטן ג'יימס ט. קירק מסדרת הטלוויזיה "מסע בין כוכבים" וסרטים אמר לראשונה למהנדס סטארשיפ הארגון, מונטגומרי "סקוטי" סקוט כדי "להקרין אותי" בשנת 1967, מעט ידעו השחקנים שעד 1993, מדען יבמ צ'רלס ה. בנט ועמיתיו יציעו תיאוריה מדעית שהציעה את האפשרות האמיתית לטלפורטציה.

בשנת 1998 הפכה המשלוח למציאות כאשר פיזיקאים במכון הטכנולוגי בקליפורניה העבירו קוונטית א חלקיק אור ממיקום אחד למשנהו במעבדה מבלי שהוא חוצה פיזית את המרחק בין השניים מיקומים. אמנם קיימים קווי דמיון בין מדע בדיוני לבין עובדות מדעיות, אך הטלפורטציה בעולם האמיתי שונה מאוד משורשיה הבדיוניים.

ענף המדע שהוביל לאותה טלפורטציה ראשונה בשנת 1998 מקבל את שורשיו מאבי מכניקת הקוונטים, הפיזיקאי הגרמני מקס פלאנק. עבודתו בשנים 1900 ו- 1905 בתחום התרמודינמיקה הובילה אותו לגילוי חבילות אנרגיה מובחנות שכינה "קוונטה". בתיאוריה שלו, כיום ידוע כקבוע של פלאנק, הוא פיתח נוסחה המתארת ​​כיצד קוונטות, ברמה תת-אטומית, מתפקדות כחלקיקים וגם גלים.

כללים ועקרונות רבים במכניקת הקוונטים ברמה המקרוסקופית מתארים את שני סוגי ההתרחשויות הללו: קיומם הכפול של גלים וחלקיקים. חלקיקים, שהם חוויות מקומיות, מעבירים גם מסה וגם אנרגיה בתנועה. גלים, המייצגים אירועים דלוקיים, מתפשטים על פני חלל-זמן, כמו גלי אור בספקטרום האלקטרומגנטי, ונושאים אנרגיה אך אינם מסתים תוך כדי תנועתם. לדוגמא, הכדורים על שולחן ביליארד - חפצים שאפשר לגעת בהם - מתנהגים כמו חלקיקים, ואילו אדוות על בריכה מתנהגות כמו גלים איפה אין "הובלת מים נטו: מכאן אין הובלת מסה נטו", כותב סטיבן ג'נקינס, פרופסור לפיזיקה באוניברסיטת אקסטר, בְּרִיטַנִיָה.

שלטון יסודי אחד של היקום, שפותח על ידי ורנר הייזנברג בשנת 1927, המכונה כיום חוסר הוודאות של הייזנברג העיקרון, אומר שקיים ספק מהותי הקשור בידיעת המיקום המדויק והדחף של כל אדם חֶלְקִיק. ככל שתוכל למדוד אחת מתכונות החלקיק, כמו דחף, כך המידע על מיקום החלקיק הופך לא ברור יותר. במילים אחרות, העיקרון אומר שאתה לא יכול לדעת את שני מצבי החלקיק בו זמנית, ועוד פחות מכיר את המצבים המרובים של חלקיקים רבים בבת אחת. מעצמו אי-הוודאות של הייזנברג מעצמו הופך את רעיון הטלפורטציה לבלתי אפשרי. אבל כאן מכניקת הקוונטים נעשית מוזרה וזה נובע ממחקר הפיזיקאי ארווין שרדינגר על הסתבכות קוונטית.

כאשר מסוכמים במונחים הפשוטים ביותר, ההסתבכות הקוונטית, שאינשטיין כינה אותה "פעולה מפחידה מרחוק", אומרת למעשה כי מדידת חלקיק מסובך אחד משפיעה על מדידת החלקיק השני הסבוך גם אם יש מרחק רב בין השניים חלקיקים.

שרדינגר תיאר תופעה זו בשנת 1935 כ"סטייה מקווי המחשבה הקלאסיים "ופרסם אותה במאמר דו-חלקי שבו כינה את התיאוריה" Verschränkung ", או הסתבכות. במאמר זה, בו דיבר גם על החתול הפרדוקסלי שלו - חי ומת באותו הזמן עד שהתצפית התמוטטה קיומה של מדינת החתול בהיותה או מת או חי - שרדינגר הציע שכששתי מערכות קוונטיות נפרדות מסתבכות או קשורות קוונטית בגלל מפגש קודם, הסבר על התכונות של מערכת קוונטית אחת או מצב אחד אינן אפשריות אם הן אינן כוללות את מאפייני המערכת האחרת, לא משנה המרחק המרחבי בין השניים מערכות.

הסתבכות קוונטית מהווה את הבסיס לניסויים טלפורטציה קוונטית שמדענים עורכים כיום.

שילוח טלפוני על ידי מדענים כיום מסתמך על הסתבכות קוונטית, כך שמה שקורה לחלקיק אחד קורה לאחר באופן מיידי. בניגוד למדע בדיוני, זה לא כולל סריקה פיזית של אובייקט או אדם והעברתו למיקום אחר, מכיוון שכרגע אי אפשר ליצור עותק קוונטי מדויק של האובייקט או האדם המקורי מבלי להרוס את מְקוֹרִי.

במקום זאת, טלפורטציה קוונטית מייצגת העברת מצב קוונטי (כמו מידע) מאטום אחד לאטום אחר על פני הבדל ניכר. צוותים מדעיים מאוניברסיטת מישיגן וממכון הקוונטים המשותף באוניברסיטת מרילנד דיווחו בשנת 2009 כי הם סיימו בהצלחה ניסוי זה. בניסוי שלהם, מידע מאטום אחד עבר לאחד אחר במרחק של מטר זה מזה. מדענים החזיקו כל אטום במתחמים נפרדים במהלך הניסוי.

בעוד שהרעיון להעביר אדם או חפץ מכדור הארץ למיקום רחוק בחלל נותר בתחום המדע הבדיוני עבור לרגע, לתיאור קוונטי של נתונים מאטום אחד למשנהו יש פוטנציאל ליישומים במספר זירות: מחשבים, אבטחת סייבר, האינטרנט ועוד.

בעיקרון כל מערכת שמסתמכת על העברת נתונים ממיקום אחד למקום אחר יכולה לראות שידורי נתונים מתרחשים הרבה יותר מהר ממה שאנשים יכולים להתחיל לדמיין. כאשר טלפורטציה קוונטית גורמת לנתונים העוברים ממיקום אחד למקום אחר ללא פסק זמן בגלל סופרפוזיציה - הנתונים הקיימים בשניהם המצבים הכפולים של 0 ושל 1 במערכת הבינארית של המחשב עד שהמדידה קורסת את המצב ל- 0 או 1 - הנתונים נעים מהר יותר מהמהירות של אוֹר. כשזה יקרה, טכנולוגיית המחשב תעבור מהפכה חדשה לגמרי.