Kujutage ette, et võite oma köögist kaduda ja järgmine hetk saabub teoks Aafrika savannis, Amazoni vihmametsas või Saturni kuusel Titanil (muidugi kosmoseülikonnas). See idee on nii võrgutav, et see on paljude ulmefilmide ja teleseriaalide keskmes, sealhulgas kultuslikud Star Trek ja Doctor Who. Samal ajal lahustuvad kangelased spetsiaalse nupu vajutamisega hõlpsalt õhus. Vaatamata asjaolule, et teleportatsioon on ulme lahutamatu osa, ei tähenda see siiski, et see oleks võimatu. Muidugi, paljud füüsikud kahtlevad selles, kuid mõned eksperdid väidavad, et teleportatsioon saab reaalsuseks mõne aastakümne pärast. Aga kas see on tõesti nii? Proovime selle välja mõelda.
Tegelikult viib teleportatsiooni ajalugu meid otse Ameerika füüsiku Charles Bennetti juurde, kes 1993. aastal tõestas matemaatiliselt kvantitatiivse hetkelise nihke võimalust. Bennett näitas oma töös koos IBM TJ Watsoni uurimiskeskuse kolleegidega, kuidas siduda kaks osakest teatud viisil ja hoida neid ühenduses isegi suurte vahemaade taga. Seda ühendust tuntakse kvant-takerdumisena, millel on hämmastav jõud. See võimaldab isikul, kes hoiab ühte osakesi, edastada osa teabest koheselt kellelegi teisele, kes hoiab teist osakese. Selle kummalise kvantühenduse tõttu edastatakse teave ühelt inimeselt teisele, füüsiliselt nende vahel liikumata. Pole reisimist. Aga kuidas see võimalik on?
Teabe liikumine ühelt osakeselt teisele põhitasandil on sama protsessi kaks versiooni. Võimalikult lihtsal viisil öeldes on teie kehas iga aatom andmete kogum (aatomi tüüp, selle asukoht, energiaseisund ja nii edasi). Inimene ise on suur andmekogumite kogu. Teleportige kogu vajalik teave enda kohta Titani pinnale ja nüüd saate nautida parimat vaadet Saturni rõngastele. Teoorias muidugi.
Alates 1993. aastast on teleportatsioonitehnoloogia kiiresti arenenud ja füüsikud on saavutanud teatavat edu. Kuid nagu arvata võis, pole inimese teleportimine kerge ülesanne. Mõelge ise: mis juhtub, kui teleportatsiooni käigus kaob vähemalt üks vasaku jala aatom? Ja inimese kehas on aatomite arv vähemalt 7 oktilli - lisage seitsmele veel 27 nulli - see on rohkem kui tähtede arv vaadeldavas universumis. Lihtsamalt öeldes pole tõenäoline, et olete tulemusega rahul. Ja siis on seal üks hämmastav 1986. aasta film "Kärbes", mida te lihtsalt ei saa aidata, vaid mäletate. Selles leiutas peategelane teleporti, kuid vahetult enne teleporteerimist lendas tema kabinetti kärbes. Nagu juba aru saite, ei ole film nõrga südamega. Vaadake vaid seda, mis juhtus peategelasega, keda mängis Jeff Goldblum:
See juhtub siis, kui kärbes otsustab teiega ettevõtte jaoks teleportida.
Mis jaoks on kvantarvuti?
Kuid ka piiratud teleportatsiooni vorm võib olla ilmutus. Seetõttu töötavad füüsikud kõvasti kvantarvuti loomise nimel - sellega seotud tehnoloogia, mis töötleb teavet transistoride asemel üksikute aatomite või osakeste abil. Selline arvuti võib arvutamisel, näiteks koodide lõhenemisel ja keerukate võrrandite lahendamisel, tavapärastest protsessoritest märkimisväärselt edestada. Kuid kas kvantarvuti aitab inimest teleporteerida?
Reklaamvideo:
Niisiis on teleportatsioon kvantarvutuses võtmetehnoloogia, kuna see võimaldab teil saada teavet, mille arvuti toodeb, ülejäänud süsteemi häirimata. See on inimese teleportimisel peamine raskus - iga aatom tuleb kokku panna õiges järjekorras. Sel juhul on vaja analüüsida ja kirjeldada mitte ainult iga osakest, vaid ka nendevahelisi seoseid. Välja arvatud juhul, kui soovite muidugi Titanile teleportida kärbsega või mehega, kellel on pea asemel relvad.
Ikka Star Treki teleseriaalist. Võib-olla on see näide ideaalselt töötavast teleportatsioonist.
Aga kuidas on teleportatsiooni piiramatu vormiga, mis viib inimesi ühest kohast teise? Esiteks nõuab kogu teabe ekstraheerimine kehast iga aatomi füüsikalise oleku tundmist, mis nõuab täielikku lagunemist. Ligikaudu öeldes: iga kord, kui sisenete teleporterisse, surete ja siis naasete teise otsa. Teiseks on raske uuesti arvutada vajamineva teabe hulka.
Kahjuks ei tea täna keegi, kuidas nii palju teavet koguda ja edastada. Seetõttu ei saa me täna teleportida. Jah, teoreetiliselt võite teleportaali siseneda, kuid te ei saa sellest väljuda. Täpselt nagu filmis Might and Magic III, kui kangelane siseneb ühesuunalisse teleporterisse ja jõuab kohta, kust pole väljapääsu. Selle tulemusel peab kogu mäng algama otsast peale.
Autor: Lyubov Sokovikova
