Kuvittele, että voit kadota keittiöstäsi ja seuraava hetki toteutuu Afrikan savannissa, Amazonin sademetsissä tai Satitanin kuussa Titanilla (avaruuspukussa tietysti). Tämä idea on niin houkutteleva, että se on monien tieteiskirjallisuuselokuvien ja TV-sarjojen ydin, mukaan lukien kultti Star Trek ja Doctor Who. Samalla sankarit liukenevat helposti ilmaan painamalla erityistä painiketta. Huolimatta siitä, että teleportaatio on olennainen osa tieteiskirjallisuutta, tämä ei kuitenkaan tarkoita, että se olisi mahdotonta. Tietysti monet fyysikot epäilevät tätä, mutta jotkut asiantuntijat väittävät, että teleportaatiosta tulee totta muutamassa vuosikymmenessä. Mutta onko se todella niin? Yritetään selvittää se.
Itse asiassa teleportaation historia johtaa meidät suoraan amerikkalaiseen fyysikkoon Charles Bennettiin, joka vuonna 1993 todisti matemaattisesti mahdolli suuden hetkellisestä kvanttien siirtymisestä. Bennett osoitti työssään yhdessä IBM TJ Watson Research Center -kumppaneiden kanssa, kuinka kaksi hiukkasta sitoa tietyllä tavalla ja pitää ne yhteydessä toisiinsa jopa suurilla etäisyyksillä. Tämä yhteys tunnetaan kvantti-takertumisena, jolla on hämmästyttävä voima. Sen avulla henkilö, jolla on yksi hiukkasista, voi välittää heti osan tiedoista jollekin toiselle hiukkaselle. Tämän omituisen kvanttiyhteyden vuoksi tietoa siirretään henkilöltä toiselle kulkematta fyysisesti heidän välilläan. Ei matkaa. Mutta miten tämä on mahdollista?
Tiedon siirtäminen hiukkaselta toiselle perustasolla on saman version kaksi versiota. Yksinkertaisimmalla mahdollisella tavalla jokainen kehosi atomi on datajoukko (atomin tyyppi, sen sijainti, energiatila ja niin edelleen). Itse henkilö on suuri kokoelma aineistoa. Teleportoi kaikki tarvittavat tiedot itsestäsi Titanin pinnalle ja nyt nautit parhaasta näkymästä Saturnuksen renkaisiin. Teoriassa tietenkin.
Vuodesta 1993 lähtien teleportaatiotekniikka on kehittynyt nopeasti, ja fyysikot ovat saavuttaneet jonkin verran menestystä. Mutta kuten arvata voitte, henkilön teleportointi ei ole helppoa. Ajattele itse: mitä tapahtuu, jos ainakin yksi vasemman jalan atomi katoaa teleportaation aikana? Ja ihmiskehossa atomien lukumäärä on vähintään 7 oktillonia - lisää seitsemään vielä 27 nollaa - mikä on enemmän kuin havaittavissa olevan maailmankaikkeuden tähtiä. Yksinkertaisesti sanottuna et todennäköisesti ole tyytyväinen tulokseen. Ja sitten on hämmästyttävä vuoden 1986 elokuva The Fly, jota et vain voi muistaa. Siinä päähenkilö keksi teleportin, mutta juuri ennen teleportointia lentää kärpäs ohjaamoonsa. Elokuva, kuten jo ymmärsit, ei ole sydämen heikkoa. Katso vain mitä tapahtui Jeff Goldblumin näytelmän päähenkilölle:
Näin tapahtuu, jos kärpäs päättää teleportoitua kanssasi yrityksen hyväksi.
Mihin kvanttitietokone on?
Jopa rajoitettu teleportaation muoto voi kuitenkin olla paljastus. Siksi fyysikot pyrkivät luomaan kvanttitietokoneen - siihen liittyvän tekniikan, joka käsittelee tietoa käyttämällä yksittäisiä atomeja tai hiukkasia transistorien sijaan. Tällainen tietokone voisi merkittävästi menestyä perinteisiä prosessoreita laskennassa, kuten hajotuskoodin ja monimutkaisten yhtälöiden ratkaisemisessa. Mutta auttaako kvantitietokone teleportoimaan ihmistä?
Mainosvideo:
Joten, teleportaatio on tärkeä tekniikka kvanttilaskennassa, koska sen avulla voit poimia tietokoneen tuottamia tietoja häiritsemättä muuta järjestelmää. Tämä on suurin vaikeus ihmisen teleportoinnissa - jokainen atomi on koottava oikeassa järjestyksessä. Tässä tapauksessa on välttämätöntä analysoida ja kuvata kunkin yksittäisen hiukkasen lisäksi myös niiden väliset yhteydet. Ellei tietenkään halua teleportaautua Titaniin kärpäsen tai miehen kanssa, jolla on aseita pään sijasta.
Edelleen Star Trek -sarjasta. Ehkä tämä on esimerkki täydellisesti toimivasta teleportaatiosta.
Entä rajaton teleportaation muoto, joka vie ihmiset paikasta toiseen? Ensinnäkin kaiken tiedon poistaminen kehosta edellyttää kunkin atomin fyysisen tilan tuntemusta, mikä vaatii täydellistä hajoamista. Karkeasti sanottuna joka kerta, kun siirryt teleportteriin, kuolet ja uudestisydyt sitten toiseen päähän. Toiseksi, sinun on luotava uudelleen tarvittava tietomäärä.
Valitettavasti tänään kukaan ei osaa kerätä ja siirtää niin paljon tietoa. Siksi emme voi teleportoida tänään. Kyllä, teoriassa voit siirtyä teleporttiin, mutta et voi poistua. Aivan kuten Might and Magic III -sankeroissa, kun sankari tulee yksisuuntaiseen teleportteriin ja päätyy paikkaan, josta ei ole poistumista. Seurauksena on, että koko pelin täytyy alkaa alusta.
Kirjoittaja: Lyubov Sokovikova