Эрдэмтэд квант телепортацийг идэвхтэй туршиж байна

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

Шинжлэх ухааны уран зөгнөлт киноны баатруудын хувьд телепорт бол ердийн зүйл юм. Нэг товчлуур дээр дарахад тэд агаарт уусдаг бөгөөд ингэснээр тэд хэдхэн секундын дотор хэдэн зуун, мянган километрийн зайд: өөр улсад эсвэл бүр өөр гаригт байдаг.

Ийм хөдөлгөөн үнэхээр боломжтой юу, эсвэл телепортация нь зохиолч, сценаристуудын мөрөөдөл хэвээр үлдэх үү? Энэ чиглэлээр ямар нэгэн судалгаа хийгдэж байна уу - бид гайхалтай тулаант киноны баатруудад танил болсон технологийг хэрэгжүүлэхэд бага зэрэг ойртож байна уу?

Энэ асуултын богино хариулт нь тийм ээ, туршилтууд явагдаж байгаа бөгөөд маш идэвхтэй байна. Түүгээр ч зогсохгүй эрдэмтэд квантын телепортацын амжилттай туршилтуудын талаар шинжлэх ухааны сэтгүүлд тогтмол нийтлэл нийтлүүлдэг - улам бүр илүү хол зайд.

Хэдийгээр олон алдартай физикчид биднийг хэзээ нэгэн цагт хүмүүсийг телепорт хийж чадна гэдэгт эргэлзэж байгаа ч зарим шинжээчид илүү өөдрөг үзэлтэй бөгөөд хэдэн арван жилийн дараа телепортууд бодит байдал болно гэдэгт итгэлтэй байна.

Энэ материалыг аль нэгэнд нь хариу болгон бэлтгэсэн судалгааны асуултууд Манай уншигчид илгээсэн.

Худал, цуу яриа, түүх

Юуны өмнө бид яг юуны тухай ярьж байгаагаа тодруулъя. Teleportation гэдэг нь бид ямар ч зайд байгаа объектуудын агшин зуурын хөдөлгөөнийг, хамгийн тохиромжтой нь гэрлийн хурдаас илүү хурдан гэдгийг хэлнэ.

Энэ үгийг 1931 онд Америкийн публицист Чарльз Форт зохиосон бөгөөд тэрээр гаж үзэгдэл судлах дуртай байв. Грекийн τῆλε ("хол") болон латин видео ("харах") гэсэн үгнээс гаралтай "телевиз"-тэй адилтгаж "Тэнгэрийн галт уулс" номондоо тэрээр орон зай дахь биетүүдийн тайлагдашгүй хөдөлгөөнийг дүрслэх нэр томъёог зохион бүтээжээ. Латин порто нь "зөөх" гэсэн утгатай) …

"Энэ номонд би юуны түрүүнд телепортац гэж нэрлэдэг ямар нэгэн дамжуулагч хүч байдгийг нотлох баримтуудыг авч үздэг. Намайг шууд худал, цуурхал, үлгэр, хууран мэхлэлт, мухар сүсгийг нэгтгэсэн гэж буруутгах болно. Нэг ёсондоо тийм гэж бодож байна. Би өөрөө ч гэсэн. Нэг ёсондоо үгүй. Би зүгээр л мэдээлэл өгч байна" гэж Форт бичжээ.

Ийм хөдөлгөөний талаар олон домог байдаг - жишээлбэл, 1943 онд Филадельфид хийсэн туршилтын тухай өргөн тархсан домог, энэ үеэр Америкийн Элдриж устгагч онгоцыг 320 км зайд телепортолсон гэж үздэг.

Сансарт хөдөлсөн гэх ижил устгагч

Гэсэн хэдий ч бодит байдал дээр ийм бүх түүх нь хуйвалдааны онолчдын таамаглалаас өөр зүйл биш болж хувирдаг бөгөөд үүний дагуу эрх баригчид телепортын хэргийн нотлох баримтыг цэргийн нууц гэж олон нийтээс нуудаг.

Үнэн хэрэгтээ эсрэгээрээ: энэ чиглэлээр гарсан аливаа ололт амжилтыг шинжлэх ухааны нийгэмлэгт өргөнөөр хэлэлцдэг. Жишээлбэл, ердөө долоо хоногийн өмнө Америкийн эрдэмтэд квант телепортацын шинэ амжилттай туршилтын талаар ярьжээ.

Хотын домог, гайхалтай уран зохиолоос хатуу шинжлэх ухаан руу шилжье.

А цэгээс Б цэг хүртэл …

1993 онд Америкийн физикч Чарльз Беннетт квантын агшин зуурын шилжилтийн онолын боломжийг томьёо ашиглан баталснаар бодит телепортын түүх 1993 онд эхэлсэн.

Мэдээжийн хэрэг, эдгээр нь цэвэр онолын тооцоо байсан: практик хэрэглээгүй хийсвэр тэгшитгэлүүд. Гэсэн хэдий ч үүнтэй адилаар - математикийн хувьд, жишээлбэл, хар нүх, таталцлын долгион болон бусад үзэгдлүүд аль хэдийн нээгдсэн бөгөөд тэдгээрийн оршин тогтнох нь хожим туршилтаар батлагдсан.

Тиймээс Беннетийн тооцоо жинхэнэ сенсаци болж хувирав. Эрдэмтэд энэ чиглэлээр идэвхтэй судалгаа явуулж эхэлсэн бөгөөд квантын телепортацын анхны туршилтыг хэдхэн жилийн дотор амжилттай хийжээ.

Энд бид квантын телепортын тухай ярьж байгааг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй бөгөөд энэ нь шинжлэх ухааны уран зөгнөлт кинонуудаас бидний харж заншсан зүйл биш юм. Нэг газраас нөгөөд материаллаг объект нь өөрөө биш (жишээлбэл, фотон эсвэл атом - эцэст нь бүх зүйл атомуудаас бүрддэг) дамжуулагддаггүй, харин түүний квант төлөв байдлын талаархи мэдээлэл байдаг. Гэсэн хэдий ч онолын хувьд энэ нь түүний хуулбарыг хүлээн авснаар анхны объектыг шинэ байршилд "сэргээхэд" хангалттай юм. Түүгээр ч барахгүй, ийм туршилтууд аль хэдийн лабораторид амжилттай хийгдэж байна - гэхдээ энэ талаар доор дэлгэрэнгүй үзэх болно.

Бидний дассан ертөнцөд энэ технологийг хувилагч эсвэл факстай харьцуулах нь хамгийн хялбар байдаг: та баримт бичгийг өөрөө биш, харин түүний талаархи мэдээллийг цахим хэлбэрээр илгээдэг боловч үр дүнд нь хүлээн авагч яг хуулбартай байдаг. Гол ялгаа нь телепортын тохиолдолд илгээсэн материаллаг объект өөрөө устдаг, өөрөөр хэлбэл алга болдог бөгөөд зөвхөн хуулбар л үлддэг.

Энэ нь яаж болдгийг ойлгохыг хичээцгээе.

Бурхан шоо тоглодог уу?

Хайрцагт амьд ч биш, үхсэн ч биш Шредингерийн муурны тухай та сонссон уу? Энэхүү анхны зүйрлэлийг Австрийн физикч Эрвин Шрөдингер анхан шатны бөөмсийн нууцлаг шинж чанар болох суперпозицийг дүрслэх зорилгоор зохион бүтээжээ. Баримт нь квант бөөмсүүд нэгэн зэрэг хэд хэдэн төлөвт байж болох бөгөөд энэ нь дэлхий дээр бид бие биенээ бүрэн үгүйсгэж дассан байдаг. Жишээлбэл, электрон нь бидний бодож байсан шиг атомын цөмийг тойрон эргэдэггүй, харин тойрог замын бүх цэгүүдэд нэгэн зэрэг байрладаг (өөр өөр магадлалтай).

Бид муурны хайрцгийг нээх хүртэл, өөрөөр хэлбэл бөөмийн шинж чанарыг хэмжээгүй (бидний жишээн дээр бид электроны яг байршлыг тогтоогоогүй), тэнд сууж буй муур зүгээр л амьд эсвэл үхсэн биш юм. нэгэн зэрэг амьд ба үхсэн. Гэхдээ хайрцаг онгорхой байх үед, өөрөөр хэлбэл хэмжилт хийгдсэн үед бөөмс нь боломжит төлөвүүдийн аль нэгэнд байгаа бөгөөд энэ нь цаашид өөрчлөгдөхгүй. Манай муур амьд эсвэл үхсэн.

Хэрэв энэ үед та юу ч ойлгохоо больсон бол санаа зовох хэрэггүй, хэн ч үүнийг ойлгохгүй. Квант механикийн мөн чанарыг дэлхийн хамгийн шилдэг физикчид олон арван жилийн турш тайлбарлаагүй байна

Телепортод квант орооцолдох үзэгдлийг ашигладаг. Энэ нь хоёр энгийн бөөмс нь ижил гарал үүсэлтэй бөгөөд харилцан хамааралтай төлөвт байх үед юм - өөрөөр хэлбэл тэдгээрийн хооронд ямар нэгэн тайлагдашгүй холбоо байдаг. Үүнээс үүдэн орооцолдсон бөөмс нь бие биенээсээ асар их зайд ч бие биетэйгээ "харилцаж" чаддаг. Мөн нэг бөөмийн төлөвийг мэдсэний дараа нөгөө бөөмийн төлөвийг туйлын итгэлтэйгээр таамаглаж чадна.

Альберт Эйнштейн олон жилийн турш орооцолдсон бөөмсийн тайлагдашгүй үзэгдлийн талаар квант онолыг үндэслэгчдийн нэг Нильс Бор (зүүн талд) -тай маргаж байв. Ийм маргааны нэгний үеэр Эйнштейн "Бурхан шоо тоглодоггүй" гэсэн алдартай хэллэгээ хэлсэн нь Бороос: "Альберт, Бурханд юу хийхийг битгий хэл!"

Танд хоёр шоо байна гэж төсөөлөөд үз дээ үргэлж долоо хүртэл нэмнэ … Та тэднийг шилэн аяганд сэгсэрч, нэг ясыг нуруундаа, нөгөө ясыг чинь урдуур нь шидээд алгаараа таглав. Гараа өргөөд та зургаа шидсэнээ харсан бөгөөд одоо нурууны чинь хоёр дахь яс нэг нь дээшээ унасан гэж итгэлтэйгээр баталж чадна. Эцсийн эцэст, хоёр тооны нийлбэр нь долоотой тэнцүү байх ёстой.

Гайхалтай сонсогдож байна, тийм үү? Бидний дассан шоотой бол ийм тоо ажиллахгүй, харин орооцолдсон бөөмсүүд яг ийм байдлаар ажилладаг - зөвхөн ийм байдлаар, гэхдээ энэ үзэгдлийн мөн чанар нь тайлбарыг үгүйсгэдэг.

Дэлхийн хамгийн нэр хүндтэй физикчдийн нэг, MIT-ийн профессор Уолтер Левин хэлэхдээ: "Энэ бол квант механикийн хамгийн гайхалтай үзэгдэл, үүнийг ойлгохын аргагүй юм." Бүс!"

Гэсэн хэдий ч энэ нь энэ нууцлаг үзэгдлийг практикт ашиглах боломжгүй гэсэн үг биш юм - эцэст нь үүнийг томъёо, туршилтаар дахин дахин нотолсон байдаг.

Квант орооцолдох тэмдэг

Практик телепортация

Австрийн физикч, Венийн их сургуулийн профессор Антон Зейлингерийн удирдлаган дор 10 орчим жилийн өмнө Канарын арлуудад телепортацийн практик туршилтууд эхэлсэн.

Пальма арлын лабораторид эрдэмтэд орооцолдсон хос фотоныг (А ба В) бүтээж, дараа нь тэдгээрийн нэгийг лазер туяа ашиглан 144 км-ийн зайтай зэргэлдээх Тенерифе арал дээр байрлах өөр лабораторид илгээдэг. Түүгээр ч барахгүй хоёр бөөмс хоёулаа суперпозицийн төлөв байдалд байна - өөрөөр хэлбэл бид "муурны хайрцгийг нээгээгүй" байна.

Дараа нь гурав дахь фотон (C) нь телепорт хийх шаардлагатай гэрт холбогдсон бөгөөд тэдгээр нь орооцолдсон бөөмсүүдийн аль нэгтэй нь харилцан үйлчлэлцдэг. Дараа нь физикчид энэхүү харилцан үйлчлэлийн параметрүүдийг (A + C) хэмжиж, үүссэн утгыг хоёр дахь орооцолдсон фотон (B) байрладаг Тенерифе дахь лабораторид дамжуулдаг.

А ба В хоёрын тайлагдашгүй холболт нь В-г С бөөмийн (A + C-B) яг хуулбар болгон хувиргах боломжийг олгоно - энэ нь далайг гатлахгүйгээр шууд нэг арлаас нөгөө арал руу шилжсэн мэт. Энэ нь тэр телепортолсон гэсэн үг.

Антон Зейлингер практик телепортыг хянадаг

"Бид эх хувилбарт байгаа мэдээллийг гаргаж аваад өөр газар шинэ эхийг бүтээдэг" гэж мянга, мянган энгийн бөөмсийг ийм байдлаар дамжуулсан Зейлингер тайлбарлав.

Энэ нь ирээдүйд эрдэмтэд ямар ч объектыг, тэр байтугай хүмүүсийг ийм аргаар телепорт хийх боломжтой болно гэсэн үг үү - эцсийн эцэст бид ч гэсэн ийм бөөмсөөс бүрддэг үү?

Онолын хувьд энэ нь маш боломжтой юм. Та зүгээр л хангалттай тооны орооцолдсон хосуудыг бий болгож, өөр өөр газар аваачиж, Лондон, Москвад "цацрагын бүхээгт" байрлуулах хэрэгтэй. Та сканнер шиг ажилладаг гурав дахь лангуу руу орно: компьютер таны бөөмсийн квант төлөвт дүн шинжилгээ хийж, тэдгээрийг орооцолдсон хэсгүүдтэй харьцуулж, энэ мэдээллийг өөр хот руу илгээдэг. Мөн тэнд эсрэг үйл явц явагддаг - таны яг хуулбар нь орооцолдсон хэсгүүдээс дахин бүтээгддэг.

Үндсэн асуудлууд шийдэгдсэн

Практик дээр бүх зүйл арай илүү төвөгтэй байдаг. Бидний биед 7 октиллион атом байдаг (долооны дараа 27 тэг, өөрөөр хэлбэл долоон тэрбум тэрбум) байдаг - энэ нь Орчлон ертөнцийн ажиглагдаж буй хэсэг дэх одноос илүү юм.

Эцсийн эцэст, зөвхөн бие даасан тоосонцор бүрийг төдийгүй тэдгээрийн хоорондох бүх холболтыг шинжлэх, тайлбарлах шаардлагатай байдаг - эцэст нь шинэ газар тэдгээрийг хамгийн зөв дарааллаар цуглуулах ёстой.

Ийм хэмжээний мэдээллийг цуглуулж, дамжуулах нь бараг боломжгүй юм - наад зах нь технологийн хөгжлийн өнөөгийн түвшинд. Ийм хэмжээний өгөгдлийг боловсруулах чадвартай компьютер хэзээ гарч ирэх нь тодорхойгүй байна. Одоо ямар ч байсан телепортын тоосонцрын тоог бус, харин лаборатори хоорондын зайг нэмэгдүүлэх ажил хийгдэж байна.

Тийм ч учраас олон эрдэмтэд хүний телепортын мөрөөдөл биелэх боломжгүй гэж үздэг. Жишээлбэл, Нью-Йорк хотын коллежийн профессор, шинжлэх ухааныг нэр хүндтэй сурталчлагч Мичио Каку 21-р зууны эцэс гэхэд, магадгүй 50 жилийн дараа телепортация бодит байдал болно гэдэгт итгэлтэй байна. Тодорхой огноог нэрлэхгүйгээр бусад зарим шинжээчид түүнтэй санал нийлж байна.

"Энэ бол технологийг сайжруулах, чанарыг сайжруулах асуудал юм. Гэхдээ би үндсэн асуудлууд шийдэгдсэн гэж хэлмээр байна - цаашид төгс төгөлдөрт хязгаар байхгүй" гэж Копенгагены их сургуулийн Ниельс Борын хүрээлэнгийн профессор Евгений Ползик хэлэв.

Гэсэн хэдий ч замд өөр олон асуулт гарч ирдэг. Жишээлбэл, ийм телепортын үр дүнд олж авсан "миний хуулбар" жинхэнэ би байх уу? Тэр адилхан сэтгэж, ижил дурсамжтай байх болов уу? Эцсийн эцэст, өмнө дурдсанчлан, илгээсэн зүйлийн эх хувь нь квант шинжилгээний үр дүнд устдаг.

2004-2016 онд Массачусетсийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Онолын Физикийн Төвийг удирдаж байсан, одоо Google-д ажиллаж байгаа Эдвард Фархи "Квантын телепортын хувьд энэ үйл явц дахь телепортын объектыг устгах нь зайлшгүй бөгөөд зайлшгүй юм." бөөн нейтрон, протон, электронууд болж хувирна. Чи хамгийн сайхан харагдахгүй байх байсан."

Нөгөөтэйгүүр, цэвэр материалист үүднээс авч үзвэл, бид ямар бөөмсөөр бүтээгдсэнээр нь бус, харин төлөв байдлаар нь тодорхойлогддог бөгөөд энэ мэдээллийг эрдэмтэд маш нарийвчлалтай дамжуулдаг гэж үздэг.

Ийм байгаа гэдэгт итгэхийг хүсч байна. Гол дүр нь түүний телепортын бүхээгт санамсаргүй байдлаар ялаа орж ирснийг анзаараагүй алдарт аймшгийн кинонд хүн төрөлхтний телепортын тухай мөрөөдөл бодит болж хувирахгүй байх болно …