я могу Слушать и слышать
Начиная в неудаче виноватого искать, опасайся слишком близко приближаться к зеркалам
Ольга Фадеева
Все записи
текст

Возможна ли телепортация?

Когда Гарри Поттер в первый раз осуществлял телепортацию через камин, ему давали множество советов: руки прижать к телу, чтобы не зацепиться за каминную решетку, закрыть глаза, чтобы не закружилась голова, дышать не глубоко, чтобы не вдохнуть сажу. Советы не лишены основания: перемещение в пространстве – дело крайне опасное. Настолько, что, если вы не житель вселенной Гарри Поттера, то при телепортации непременно умрете. Есть и хорошая новость: телепортация возможна.
Возможна ли телепортация?

Иллюстрация: ÖAW/Ritsch, phys.org

Телепортация не только не противоречит законам физики, но и доказана экспериментальным путем. Но только не та, которую мы часто видим в фантастических фильмах, а квантовая, то есть применимая к совсем маленьким объектам – атомам, электронам или фотонам. И телепортация не их самих, а их квантового состояния. То есть телепортируют не сам материальный объем, а информацию о нем – но этого вполне достаточно. Впервые квантовую телепортацию независимо и почти одновременно в 1997 году осуществили две группы физиков из университетов Инсбрука (Австрия) и Рима (Италия). Перемещали поляризационное состояние фотона. Сейчас, спустя более 20 лет, рекорд принадлежит группе ученых из Китайской академии наук, которые в 2017 году провели эксперимент по передаче квантовых состояний между фотонами на расстоянии около 1200 км. В теории же километры и вовсе не важны – вероятно, состояния частицы можно перемещать на сколь угодно большие расстояния. Главное – соблюсти ряд условий. Но обо всем по порядку.

Один из запутанных фотонов (синий) передается приемнику до начала процесса квантовой телепортации. Затем отправитель подготавливает фотон в неизвестном квантовом состоянии (розовый) и объединяет этот фотон со вторым запутанным фотоном (серый) в анализаторе состояния Белла. Это устройство выполняет совместное измерение квантовых состояний двух фотонов и посылает результат в приемник в виде классического (неквантового) сигнала. Наконец, приемник использует эту информацию для преобразования своего фотона, воссоздавая квантовое состояние. nature.com


Получается, что, когда принц-полукровка путешествовал по «каминной сети», телепортировалась информация о нем, а сам исходный Гарри разделялся на элементарные частицы, но, как птица Феникс, «рождался» в другом месте заново. Чтобы объяснить этот процесс, представим себе кирпичное здание, которое нужно телепортировать. Каждый кирпич его – это элементарная частица. Чтобы переместить такой дом путем телепортации, нужно разобрать его на кирпичи, то есть превратить в груду стройматериалов, а потом из этих же кирпичей воссоздать его точную копию в другом месте. Причем мгновенно, быстрее скорости света. Как видим, телепортировать дом – не проблема, проблема – «построить» его заново в первоначальном виде, чтобы каждый кирпич, каждый миллиграмм цемента находился на том же самом месте, в том же количестве, что и до этого.

Оптическое оборудование Технологического института Джорджии используется для передачи информации от двух различных групп атомов на один фотон в прототипическом узле квантовой сети или квантовом ретрансляторе. Фото: A.Kuzmich, Georgia Institute of Technology, nap.edu

Но дом на самом деле построен не из кирпичей, а из атомов. Так же, как и тело Гарри Поттера, тело любого взрослого человека состоит примерно из семи октиллионов (то есть 7000000000000000000000000000) атомов. Но этого мало – все атомы находятся во взаимосвязях между собой. И передать эту последовательность взаимосвязей невозможно не только потому, что она крайне сложна, но и потому, что человек – постоянно меняющееся существо. Даже если мы этого не замечаем, наш организм изменяется каждое мгновение: сердце бьется, глаза видят, а мозг думает. По всему нашему телу бесперебойно идут нервные импульсы. Поэтому описать нужно не только атомы, но и все до единого нервные импульсы. Но даже если технологии когда-нибудь позволят сделать это, копия мгновенно устареет и будет отличаться от оригинала. Поэтому «на выходе» мы получим слегка другого человека, отличного от первоначального варианта.


Но возможна ли вообще телепортация человека? Некоторые ученые считают, что да. Правда, придется разложить человека на элементарные частицы и телепортировать каждую из них отдельно. Для этого используется квантовая запутанность – явление, при котором две и более элементарные частицы имеют одно происхождение и находятся во взаимосвязи. Природа этой связи до сих пор никому неизвестна, регистрируется лишь ее наличие. Эта странная взаимосвязь сохраняется, даже если объекты находятся на сколь угодно большом расстоянии друг от друга. Узнав или изменив параметры одной частицы, вы можете предсказать состояние другой, сцепленность при этом разрушается. Как это получается, мы не знаем, а тот, кто узнает, станет великим человеком.

Оптическое оборудование в Технологическом институте Джорджии

Давайте пофантазируем. Ключевое слово – пофантазируем, потому что нет ни одной гарантии, что это вообще возможно. Итак, чтобы «перебросить» из Санкт-Петербурга в Нью-Йорк целого человека, для каждого его атома нужно создать пару квантово запутанных частиц. Затем один из созданных наборов (назовем его В) физически переносят в Нью-Йорк. Другой экземпляр (назовем его А) между тем остается в Санкт-Петербурге. Дальше – сама телепортация. Происходит она так. Измеряются характеристики каждого атома человека из набора А и каким-то образом (науке пока неизвестно каким) передаются в Нью-Йорк, где находится набор В (эта информация воспринимается квантами набора В). В результате восприятия информации набор В становится точной копией человека, поскольку наборы А и В запутаны между собой). Вуаля – телепортация благополучно состоялась, а в Нью-Йорке появился «двойник» информации о петербуржце! Остается решить одну маленькую проблему – как из этого набора частиц воссоздать целого человека. И ответить на самый главный один вопрос – а что стало с подопытным в Петербурге?


Коротко

Машины и Механизмы
Всего 0 комментариев
Комментарии

Рекомендуем

Актуальное
Петросити
Поэма здоровья
Биосфера
Новиков Александр Иванович, персональный сайт
OK OK OK OK OK OK OK