テレポーテーションとは、物質やエネルギーをある場所から別の場所に移動することであり、どちらも従来の物理的な意味で距離を越えることはありません。 キャプテンジェームスT. 「スタートレック」のテレビシリーズと映画のカークは、スターシップエンタープライズのエンジニアであるモンゴメリーに最初に語った 1967年に「スコッティ」スコットが「私をビームアップ」したが、俳優は1993年までにIBMの科学者であることをほとんど知らなかった。 チャールズH。 ベネットと同僚は、テレポーテーションの現実の可能性を示唆する科学理論を提案するでしょう。
1998年までに、カリフォルニア工科大学の物理学者が量子テレポーテーションを行ったとき、テレポーテーションが現実のものとなりました。 ラボ内のある場所から別の場所への光の粒子。2つの場所の間の距離を物理的に横切ることはありません。 場所。 サイエンスフィクションとサイエンスファクトの間にはいくつかの類似点がありますが、現実世界のテレポーテーションはその架空のルーツとは大きく異なります。
テレポーテーションのルーツ：量子物理学と力学
1998年に最初のテレポーテーションにつながった科学の分野は、量子力学の父であるドイツの物理学者マックスプランクに端を発しています。 1900年と1905年の熱力学の研究により、彼は「量子」と呼ばれる別個のエネルギーパケットを発見しました。 彼の理論では、 現在プランク定数として知られている彼は、量子が亜原子レベルで粒子と粒子の両方としてどのように機能するかを説明する式を開発しました。 波。
巨視的レベルでの量子力学の多くの規則と原理は、これらの2つのタイプの発生を説明しています：波と粒子の二重の存在。 粒子は、局所的な経験であり、運動中の質量とエネルギーの両方を伝えます。 非局在化したイベントを表す波は、電磁スペクトルの光波など、時空全体に広がり、エネルギーを運びますが、移動するときに質量は運びません。 たとえば、ビリヤード台のボール（触れることができるオブジェクト）は粒子のように動作しますが、池の波紋は波のように動作します。 エクセター大学の物理学教授であるスティーブン・ジェンキンスは、「水の正味の輸送はない。したがって、質量の正味の輸送はない」と書いている。 イギリス。
基本的なルール：ハイゼンベルグの不確定性原理
1927年にヴェルナーハイゼンベルクによって開発された宇宙の基本的な規則の1つで、現在はハイゼンベルクの不確定性として知られています。 原則として、個人の正確な場所と推力を知ることに関連する本質的な疑問が存在すると述べています 粒子。 推力など、パーティクルの属性の1つを測定できるほど、パーティクルの位置に関する情報が不明確になります。 言い換えれば、原理は、粒子の両方の状態を同時に知ることはできず、ましてや一度に多くの粒子の複数の状態を知ることはできないということです。 ハイゼンベルグの不確定性原理は、それ自体でテレポートのアイデアを不可能にします。 しかし、これは量子力学が奇妙になるところであり、それは物理学者のエルヴィン・シュレーディンガーによる量子もつれの研究によるものです。
遠隔作用とシュレディンガーの猫
最も単純な用語で要約すると、アインシュタインが「遠隔作用」と呼んだ量子もつれは、本質的に次のように述べています。 1つの絡み合った粒子の測定は、2つの間に広い距離がある場合でも、2番目の絡み合った粒子の測定に影響を与えます 粒子。
Schrödingerは1935年にこの現象を「古典的な考え方からの逸脱」と表現し、2部構成の論文で発表しました。この論文では彼は理論を「Verschränkung」またはエンタングルメントと呼んでいました。 その論文では、彼は逆説的な猫についても話しました–観察が猫の状態の存在を崩壊させるまで、同時に生きていて死んでいました 死んでいるか生きているかのどちらか–Schrödingerは、2つの別々の量子システムが以前の遭遇のために絡み合ったり量子的にリンクされたりすると、 一方の量子システムまたは状態の特徴は、他方のシステムの特性が含まれていない場合、2つの間の空間距離に関係なく不可能です。 システム。
量子もつれは、科学者が今日行っている量子テレポーテーション実験の基礎を形成しています。
量子テレポーテーションとサイエンスフィクション
今日の科学者によるテレポートは量子もつれに依存しているため、一方の粒子に起こったことはもう一方の粒子にも瞬時に起こります。 サイエンスフィクションとは異なり、オブジェクトや人を物理的にスキャンして別の場所に送信する必要はありません。 なぜなら、現在、元のオブジェクトまたは人の正確な量子コピーを破壊せずに作成することは不可能だからです。 元の。
代わりに、量子テレポーテーションは、量子状態（情報のような）をある原子から別の原子にかなりの違いで移動させることを表します。 ミシガン大学とメリーランド大学のJointQuantum Instituteの科学チームは、2009年に、この特定の実験を無事に完了したと報告しました。 彼らの実験では、ある原子からの情報が1メートル離れた別の原子に移動しました。 科学者たちは、実験中、各原子を別々の囲いに入れました。
テレポーテーションの未来はどうなるか
人や物を地球から宇宙の離れた場所に輸送するというアイデアは、サイエンスフィクションの領域にとどまっています。 瞬間、ある原子から別の原子へのデータの量子テレポーテーションは、コンピューター、サイバーセキュリティ、インターネットなどの複数の分野でのアプリケーションの可能性を秘めています もっと。
基本的に、ある場所から別の場所へのデータ送信に依存するシステムは、人々が想像し始めるよりもはるかに速くデータ送信が行われるのを見ることができます。 量子テレポーテーションの結果、重ね合わせのために時間の経過なしにある場所から別の場所にデータが移動する場合–両方に存在するデータ 測定によって状態が0または1に崩壊するまで、コンピューターのバイナリシステムにおける0と1の両方の二重状態–データはの速度よりも速く移動します 光。 これが起こるとき、コンピュータ技術は全く新しい革命を経験するでしょう。