Вся правда про телепортацію

Тільки уявіть – кінець робочого або навчального дня. Ви дуже втомилися, ви допиваєте холодну каву, сили закінчуються, думки тільки про те, як швидше дістатися до ліжка. І тут – бац! Ви телепортіруетесь до себе додому, залишається тільки піжаму надіти. Все, ніяких автобусів, метро, пробок. Цікаво, такий сценарій так і залишиться в наших мріях або все-таки є надія на реалізацію миттєвого переміщення?

Планка довжина
Виявляється, якщо глибоко копнути, то телепортація все-таки цілком реальна. Відповідно до сучасних уявлень, існує мінімально можлива довжина в природі. Це Планка довжина. Вона дорівнює 1,6 · 1035 метра. Тобто можна вважати, що весь простір розділено на осередки, як би пікселі, розміри яких відповідають планковской довжині. І якщо об’єкт рухається, він як би миттєво перескакує з однієї комірки в іншу. Чим не телепортація? Це немов рух картинки на моніторі. Точки перескакують з пікселя в піксель миттєво, при цьому, якщо пікселі дуже маленькі, створюється ілюзія плавного руху. Так само і в житті, тільки розміри пікселів набагато менше. Теоретично виходить, ми постійно телепортіруемся, правда, не дуже далеко.

Але це не зовсім те, чого ми хотіли. А саме – миттєво переміщатися на великі відстані. Поки практичних способів реалізації цього бажання не знайдено. Але є гіпотетичні.
кротові нори
Загальна теорія відносності припускає, що простір-час може мати певну кривизну. При цьому, можливо, воно може викривлятися настільки, що створюються певні тунелі між двома віддаленими точками простору-часу, так звані кротові нори. Пролетівши через таку нору, ми за одну мить перенесемося в іншу точку всесвіту.

Проблема в тому, що таких об’єктів не виявлено. І в горловині цієї нори передбачається наявність екзотичної матерії, яка має властивість антигравітації – масивні тіла там не притягають, а відштовхуються.

Дуже швидкісний рух
Хоча знаєте, можна дуже сильно схитрувати: розігнати вас до швидкості світла (+0,999999999999999999998 с). Ви будете летіти майже зі швидкістю світла, наприклад, 1000 років і подолаєте 9,46 ексаметров !!! (Це 9,46 × 1015 км, 9,46 мільйонів мільярдів кілометрів). Але фішка в тому, що відносно всього іншого час у вас дуже сильно сповільниться і ви будете вважати, що пройшло всього 2 секунди! Ну чим вам не телепортація? Ви навіть ніс почухати не встигнете. Правда, всі ваші друзі і родичі вже навряд чи доживуть до зустрічі з вами, але вже ось така доля суперпутешественніков.

квантова телепортація
Але все-таки це все не те. Дійсно, людям поки не вдалося знайти способу, як миттєво переміщати речовина, і поки ніяких надій немає. Але вже добре досліджена квантова телепортація, в якій передаються – не фізичні об’єкти, ні в якому разі, а стан квантового об’єкта.

Уявіть, що у нас є фотон. Він володіє спіном, тобто, образно кажучи, обертається. І при русі він може обертатися або за годинниковою стрілкою, або проти. Але ми точно не можемо знати, в якому стані він знаходиться. Мова про те, що при вимірюванні у нас є якась імовірність виявити його в одному стані і якась вірогідність виявити в іншому. Тобто до вимірювання він знаходиться в декількох станах одночасно, як кіт Шредінгера. Ми можемо закодувати в стану фотона будь-яку інформацію і передавати її на відстань.

Але принципи квантової механіки не дозволяють провести вимірювання, подивитися на фотон і передати інформацію про те, як він виглядає. Грубо кажучи, щоб повністю передати таке невизначене, двоїсте стан, і потрібна квантова телепортація.
Уявімо, що ми передаємо стан фотона з Москви до Владивостока. Десь між ними ми випускаємо пару так званих заплутаних фотонів. У них у кожного, як і раніше таке невизначений стан, але якщо ми проведемо вимірювання над одним з них і нам випаде якийсь стан, то миттєво стане відомо, який стан у іншого фотона. Тобто якщо один крутиться за годинниковою стрілкою, то інший – проти годинникової, і навпаки. Начебто між ними є якийсь канал зв’язку, по якому інформація передається миттєво на величезні відстані і відбувається щось типу: «Ей напарник, мене розсекретили! Розкривався теж, тільки в протилежному стані! »

Так ось. Коли один з фотонів прилітає в Москву, він як би взаємодіє з фотоном, який у нас був. У цей момент ми проводимо вимірювання, і при цьому невизначений стан обох фотонів руйнується. Зате у Владивостоці просто блискавично фотон набуває такий же стан, що й московський. Залишається тільки звичайними засобами зв’язку зі швидкістю світла передати інформацію, отриману при вимірюванні, провести певні маніпуляції – і вуаля! Ми немов скопіювали фотон, який був в Москві. Ну а точніше, його невизначений, двоїсте стан.

Як бачите, квантова телепортація проходить в два етапи: перший миттєвий, другий все-таки зі швидкістю світла. Людину так передати поки не вдасться, тільки стану мікрочастинок. Ну і що стосується застосування, то це дуже зручно використовувати для захищених каналів зв’язку. Адже як тільки на лінії починається прослушка, заплутаний стан руйнується і відразу можна зрозуміти, що за каналом стежать. Так само такі структури зручно використовувати для створення квантового комп’ютера, адже в одній комірці пам’яті може зберігатися відразу кілька станів, кілька значень. Будемо сподіватися, що працює квантовий комп’ютер вже не за горами.

Що нас чекає в майбутньому? Щодо телепортації реальних предметів нічого неможливо сказати, поки це суперечить основним фізичним теоріям. Але все може змінитися.

Посилання на основну публікацію