การเคลื่อนย้ายทางไกลเป็นไปได้ในชีวิตจริงหรือไม่?

เทเลพอร์ตคือการถ่ายโอนสสารหรือพลังงานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยที่ทั้งคู่ไม่ข้ามระยะทางในความรู้สึกทางกายภาพแบบดั้งเดิม เมื่อกัปตันเจมส์ ที. เคิร์กแห่งซีรีส์โทรทัศน์และภาพยนตร์ "Star Trek" บอกกับวิศวกรของ Starship Enterprise ว่า Montgomery "สก๊อตต์" สกอตต์ "ยิ้มให้ฉัน" ในปี 1967 นักแสดงแทบไม่รู้เลยว่าในปี 1993 นักวิทยาศาสตร์ของไอบีเอ็ม ชาร์ลส์ เอช. เบนเน็ตต์และเพื่อนร่วมงานจะเสนอทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่เสนอความเป็นไปได้ในชีวิตจริงของการเคลื่อนย้ายทางไกล

ภายในปี 2541 การเคลื่อนย้ายทางไกลกลายเป็นความจริงเมื่อนักฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนียควอนตัมเทเลพอร์ต อนุภาคของแสงจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งในห้องแล็บโดยที่มันไม่ผ่านระยะห่างระหว่างทั้งสอง สถานที่ แม้ว่าจะมีความคล้ายคลึงกันระหว่างนิยายวิทยาศาสตร์และข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ แต่การเคลื่อนย้ายทางไกลในโลกแห่งความเป็นจริงนั้นแตกต่างอย่างมากจากรากเหง้าของมัน

สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ที่นำไปสู่การเคลื่อนย้ายมวลสารครั้งแรกในปี 1998 มีรากฐานมาจากบิดาแห่งกลศาสตร์ควอนตัม มักซ์ พลังค์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน งานของเขาในปี 1900 และ 1905 ในอุณหพลศาสตร์ทำให้เขาค้นพบแพ็คเก็ตพลังงานที่แตกต่างกันซึ่งเขาเรียกว่า "ควอนตั้ม" ในทฤษฎีของเขา ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อค่าคงที่ของพลังค์ เขาได้พัฒนาสูตรที่อธิบายว่าควอนตัมที่ระดับอะตอม ทำหน้าที่เป็นทั้งอนุภาคและ คลื่น

กฎและหลักการมากมายในกลศาสตร์ควอนตัมในระดับมหภาคอธิบายถึงการเกิดขึ้นทั้งสองประเภทนี้: การมีอยู่คู่ของคลื่นและอนุภาค อนุภาคเป็นประสบการณ์เฉพาะที่ถ่ายทอดทั้งมวลและพลังงานในการเคลื่อนที่ คลื่นซึ่งเป็นตัวแทนของเหตุการณ์ที่แยกตัวออกจากกัน แผ่กระจายไปทั่วกาลอวกาศ เช่น คลื่นแสงในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า และนำพลังงานแต่ไม่มีมวลขณะเคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่น ลูกบอลบนโต๊ะพูล – วัตถุที่คุณสัมผัสได้ – ทำตัวเหมือนอนุภาค ในขณะที่ระลอกบนสระน้ำจะมีพฤติกรรมเหมือนคลื่นที่ "ไม่มีการขนส่งสุทธิของน้ำ: ดังนั้นจึงไม่มีการขนส่งสุทธิของมวล" Stephen Jenkins ศาสตราจารย์ฟิสิกส์จาก University of Exeter ใน สหราชอาณาจักร

กฎพื้นฐานข้อหนึ่งของจักรวาล พัฒนาโดยเวอร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์กในปี 2470 ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก หลักการกล่าวว่ามีความสงสัยในตัวที่เกี่ยวข้องกับการรู้ตำแหน่งที่แน่นอนและแรงผลักดันของบุคคลใด ๆ อนุภาค. ยิ่งคุณสามารถวัดแอตทริบิวต์หนึ่งของอนุภาค เช่น แรงขับ ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของอนุภาคก็จะยิ่งไม่ชัดเจน กล่าวอีกนัยหนึ่ง หลักการบอกว่าคุณไม่สามารถรู้สถานะของอนุภาคทั้งสองในเวลาเดียวกันได้ รู้น้อยกว่าสถานะต่างๆ ของอนุภาคจำนวนมากในคราวเดียว ด้วยตัวของมันเอง หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กทำให้แนวคิดเรื่องการเคลื่อนย้ายทางไกลเป็นไปไม่ได้ แต่นี่คือจุดที่กลศาสตร์ควอนตัมเริ่มแปลก และเป็นเพราะการศึกษาของนักฟิสิกส์เออร์วิน ชโรดิงเงอร์ เรื่องพัวพันกับควอนตัม

เมื่อสรุปด้วยคำศัพท์ที่ง่ายที่สุด ควอนตัมพัวพันซึ่งไอน์สไตน์เรียกว่า "การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล" โดยพื้นฐานแล้วกล่าวว่า การวัดอนุภาคพัวพันหนึ่งจะส่งผลต่อการวัดอนุภาคพัวพันที่สอง แม้ว่าจะมีระยะห่างที่กว้างระหว่างสองอนุภาค อนุภาค

Schrödinger อธิบายปรากฏการณ์นี้ในปี 1935 ว่าเป็น "การออกจากแนวความคิดแบบคลาสสิก" และตีพิมพ์ในบทความสองตอนซึ่งเขาเรียกว่าทฤษฎี "Verschränkung" หรือการพัวพัน ในกระดาษแผ่นนั้นที่เขายังพูดถึงแมวที่ขัดแย้งของเขา – มีชีวิตอยู่และตายไปพร้อม ๆ กันจนการสังเกตทำให้สภาพของแมวทรุดโทรมลง ไม่ว่าจะตายหรือมีชีวิตอยู่ – ชโรดิงเงอร์แนะนำว่าเมื่อระบบควอนตัมสองระบบที่แยกจากกันเข้ามาพัวพันหรือเชื่อมโยงกันอย่างควอนตัมเนื่องจากการเผชิญหน้าครั้งก่อน คุณสมบัติของระบบควอนตัมหรือสถานะใดระบบหนึ่งเป็นไปไม่ได้ หากไม่รวมถึงลักษณะของระบบอื่น ไม่ว่าระยะห่างเชิงพื้นที่ระหว่างสองระบบจะแตกต่างกันอย่างไร ระบบต่างๆ

การพัวพันกับควอนตัมเป็นพื้นฐานของการทดลองการเคลื่อนย้ายควอนตัมที่นักวิทยาศาสตร์ดำเนินการในปัจจุบัน

การเคลื่อนย้ายโดยนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันอาศัยการพัวพันควอนตัม เพื่อให้สิ่งที่เกิดขึ้นกับอนุภาคหนึ่งเกิดขึ้นกับอีกอนุภาคในทันที ไม่เหมือนกับนิยายวิทยาศาสตร์ตรงที่มันไม่เกี่ยวข้องกับการสแกนวัตถุหรือบุคคลและส่งไปยังที่อื่น เพราะในปัจจุบันนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างสำเนาควอนตัมที่แม่นยำของวัตถุหรือบุคคลดั้งเดิมโดยไม่ทำลาย ต้นฉบับ

แต่การเคลื่อนย้ายควอนตัมแทนการย้ายสถานะควอนตัม (เช่นข้อมูล) จากอะตอมหนึ่งไปยังอะตอมอื่นโดยมีความแตกต่างกันมาก ทีมวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมิชิแกนและสถาบันควอนตัมร่วมที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์รายงานในปี 2552 ว่าพวกเขาทำการทดลองนี้สำเร็จ ในการทดลอง ข้อมูลจากอะตอมหนึ่งย้ายไปที่อื่นห่างกันหนึ่งเมตร นักวิทยาศาสตร์จัดอะตอมแต่ละอะตอมไว้ในเปลือกที่แยกจากกันระหว่างการทดลอง

ในขณะที่ความคิดในการขนส่งบุคคลหรือวัตถุจากโลกไปยังที่ห่างไกลในอวกาศยังคงอยู่ในขอบเขตของนิยายวิทยาศาสตร์สำหรับ โมเมนต์ การเคลื่อนย้ายควอนตัมของข้อมูลจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งมีศักยภาพสำหรับการใช้งานในหลายด้าน: คอมพิวเตอร์, ความปลอดภัยทางไซเบอร์, อินเทอร์เน็ต และอื่น ๆ.

โดยพื้นฐานแล้วระบบใดก็ตามที่อาศัยการส่งข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งสามารถเห็นการส่งข้อมูลเกิดขึ้นเร็วกว่าที่ผู้คนจะจินตนาการ เมื่อควอนตัมเทเลพอร์ตส่งผลให้ข้อมูลย้ายจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยไม่ล่วงเลยเวลาเนื่องจากการทับซ้อน – ข้อมูลที่มีอยู่ในทั้งสอง สถานะคู่ของทั้ง 0 และ 1 ในระบบไบนารีของคอมพิวเตอร์จนกว่าการวัดจะยุบสถานะเป็น 0 หรือ 1 – ข้อมูลเคลื่อนที่เร็วกว่าความเร็วของ เบา. เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์จะเข้าสู่การปฏิวัติครั้งใหม่ทั้งหมด