Телепортация. Выдумки или близкая реальность?

Для героев фантастических фильмов телепортация – дело обычное. Одно нажатие кнопки – и они растворяются в воздухе, чтобы через пару секунд очутиться за сотни и тысячи километров: в другой стране или даже на другой планете.

Возможно ли такое перемещение на самом деле, или телепортация навсегда останется мечтой писателей и сценаристов? Ведутся ли какие-то исследования в этой области?
Да, эксперименты ведутся, причем очень активно. Более того, ученые регулярно публикуют в научных журналах статьи об успешных опытах квантовой телепортации.

Итак, возможно ли мгновенное перемещение объектов на любое расстояние, в идеале — быстрее скорости света. Само слово придумал в 1931 г. американский публицист Чарльз Форт, увлекавшийся исследованием паранормальных явлений. В своей книге он упоминает о легендах на эту тему. Например, в 1943 г. якобы некими учеными в Филадельфии был телепортирован на 320 км американский эсминец «Элдридж». Но, может быть, этого и не было. Или было, но тщательно скрывается как военная тайна.

И вот корреспондент Би-би-си по вопросам науки Николай ВОРОНИН пустился в размышления.

1. Беннет доказал математически, что это возможно!

История реальной, а не вымышленной телепортации началась в 1993 г., когда американский физик Чарльз Беннетт математически – при помощи формул – доказал теоретическую возможность мгновенных квантовых перемещений. Конечно, это были сугубо теоретические выкладки: абстрактные уравнения, не имеющие никакого практического применения. Но ведь точно так же — математическим путем – были открыты, например, черные дыры, гравитационные волны и другие явления, подтвердить существование которых экспериментально удалось гораздо позже. Так что расчеты Беннетта стали настоящей сенсацией. Ученые начали активно вести исследования в этом направлении — и первый успешный опыт квантовой телепортации удалось провести уже через несколько лет. Тут нужно подчеркнуть, что речь идет именно о квантовой телепортации, а это не совсем то же самое, что мы привыкли видеть в фантастических фильмах. Из одного места в другое передается не сам материальный объект (например, фотон или атом — ведь все состоит из атомов), а информация о его квантовом состоянии. Однако в теории этого достаточно, чтобы «восстановить» исходный объект в новом месте, получив его точную копию. Более того, такие опыты уже тоже успешно проводятся в лабораториях.

2. Телепортируем не объект, а квант (атом, фотон, копию)

В привычном нам мире эту технологию проще всего сравнить с ксероксом или факсом: вы посылаете не сам документ, а информацию о нём в электронном виде — но в результате у получателя оказывается его точная копия. С той существенной разницей, что в случае с телепортацией сам отсылаемый материальный объект разрушается, то есть исчезает — и остается лишь копия. Давайте попробуем разобраться, как это происходит.
Австрийский физик Эрвин Шрёдингер придумал для описания загадочного свойства элементарных квантовых частиц. Они могут одновременно находиться сразу в нескольких состояниях, которые в привычном нам мире полностью исключают друг друга. Например, электрон не вращается вокруг ядра атома, как мы привыкли думать, а находится одновременно во всех точках орбиты (с разной вероятностью). Пока мы не измерили характеристики частицы (в нашем примере — не определили точное местоположение электрона), он находится одновременно во всех точках орбиты. Но когда измерение сделано, частица оказывается в одном из возможных состояний — и больше оно не меняется.
Если в этом месте вы окончательно перестали что-либо понимать — не переживайте, этого не понимает никто. Природу квантовой механики уже много десятилетий не могут объяснить самые гениальные физики мира.
Для телепортации используется явление квантовой запутанности. Это когда две элементарные частицы имеют одно происхождение и находятся во взаимозависимом состоянии — проще говоря, между ними существует некая необъяснимая связь. За счёт этого запутанные частицы могут «общаться» между собой, даже находясь на огромном расстоянии друг от друга. И, узнав состояние одной частицы, вы можете с абсолютной уверенностью предсказать состояние другой.

3. По этой схеме, по-видимому, устроен и наш мир частиц

Трудно поверить, но представьте, что у вас есть две игральные кости, которые в сумме всегда дают семь. Вы потрясли их в стакане и одну кость бросили за спину, а другую – перед собой и накрыли ладонью. Подняв руку, вы увидели, что выбросили, скажем, шестерку – и теперь можете с уверенностью утверждать, что вторая кость, у вас за спиной, выпала единицей кверху. Ведь сумма двух чисел должна быть равна семи. Звучит невероятно, правда? С привычными нам игральными костями такой номер не пройдет, а вот запутанные частицы ведут себя именно так — и только так, хотя природа этого явления пока тоже не поддается объяснению. «Это самый невероятный феномен квантовой механики, его невозможно даже осмыслить, — разводит руками профессор MIT Уолтер Левин, один из самых авторитетных физиков мира. — И не спрашивайте меня, почему так происходит и как это работает, потому что такой вопрос – это удар ниже пояса! Всё, что мы можем сказать — судя по всему, именно так устроен наш мир«.
Однако это вовсе не значит, что этот загадочный феномен нельзя использовать на практике – ведь он раз за разом подтверждается как формулами, так и экспериментами.

4. Практическая телепортация

Практические опыты по телепортации начались около 10 лет назад на Канарских островах под руководством австрийского физика, профессора Венского университета Антона Цайлингера. В лаборатории на острове Пальма ученые создают пару запутанных фотонов (А и В), а потом один из них при помощи лазерного луча отправляют в другую лабораторию, расположенную на соседнем острове Тенерифе, в 144 км. При этом обе частицы еще имеют между собой связь. Но вот к делу подключают третий фотон (С) – тот, что нужно телепортировать – и заставляют его вступить во взаимодействие с одной из запутанных частиц. Затем физики измеряют параметры этого взаимодействия (А+С) и передают полученное значение в лабораторию на Тенерифе, где находится второй запутанный фотон (В). Необъяснимая связь между А и В позволят превратить В в точную копию частицы С (А+С-В) – как будто она мгновенно переместилась с одного острова на другой, не пересекая океан. То есть телепортировалась.

«Мы как бы извлекаем ту информацию, которую несет оригинал – и создаем новый оригинал в другом месте», – объясняет Цайлингер, который телепортировал таким образом уже тысячи и тысячи элементарных частиц. Значит ли это, что в будущем ученые смогут таким образом телепортировать любые предметы и даже людей — ведь мы тоже состоим из таких частиц? В теории это очень даже возможно. Нужно лишь создать достаточное количество запутанных пар и разнести их в разные места, поместив в «телепортационные кабины» – скажем, в Лондоне и в Киеве. Вы заходите в третью кабину, работающую как сканер: компьютер анализирует квантовое состояние ваших частиц, сравнивая их с запутанными, и посылает эту информацию в другой город. А там происходит обратный процесс — и из запутанных частиц воссоздается ваша точная копия.

5. Вот когда появятся компьютеры, способные обрабатывать такие громадные объемы данных…

На практике всё несколько сложнее. Дело в том, что в нашем теле примерно 7 октиллионов атомов (после семерки идет 27 нулей, то есть это семь миллиардов миллиардов миллиардов) — это больше, чем звезд в обозримой части Вселенной. А ведь проанализировать и описать нужно не только каждую отдельную частицу, но и все связи между ними — ведь в новом месте их необходимо собрать в идеально правильном порядке. Собрать и передать такое количество информации практически невозможно — во всяком случае, на современном уровне развития технологий. И когда появятся компьютеры, способные обрабатывать такие объемы данных, неизвестно. Сейчас, во всяком случае, работа ведется над увеличением расстояния между лабораториями, а не количества телепортируемых частиц. Именно поэтому многие ученые считают, что мечта о телепортации человека вряд ли осуществима. Хотя, например, профессор Нью-Йоркского Сити-колледжа и известный популяризатор науки Митио Каку убежден, что телепортация станет реальностью уже до конца XXI века – а может, и через 50 лет. Не называя конкретных сроков, с ним в целом согласны и некоторые другие эксперты.
«Это вопрос улучшения технологии, улучшения качества. Но я бы сказал, что фундаментальные вопросы решены – и дальше нет предела совершенству», – уверен профессор Института Нильса Бора в Копенгагенском университете Юджин Ползик.

6. Будет ли это точной копией меня?

Тут попутно возникает масса других вопросов. Например, будет ли полученная в результате такой телепортации «копия меня» — настоящим мной? Будет ли она так же думать, обладать теми же воспоминаниями? Ведь, как уже упоминалось раньше, оригинал отсылаемого предмета в результате квантового анализа разрушается. «Для квантовой телепортации разрушение телепортируемого предмета в процессе — абсолютно необходимо и неизбежно, — подтверждает Эдвард Фархи, который с 2004 по 2016 гг. возглавлял Центр теоретической физики MIT, а сейчас работает в Google. — Я думаю, вы просто превратились бы в кучу нейтронов, протонов и электронов. Выглядели бы вы не лучшим образом».
Но… с другой стороны, с сугубо материалистичной точки зрения, нас определяют не сами частицы, из которых мы состоим, а их состояние – а эта информация, утверждают ученые, передается исключительно точно.
Хотелось бы верить, что это так. И что мечта человечества о телепортации не обернется реальностью известного фильма ужасов, где главный герой не заметил, как в его телепортационную
кабину случайно залетела муха…

Один отзыв

  1. мухевичко:

    Якщо примешь 1-1,5 кг и варениками з кислою капустою ,або кислими помідорчиками чи огірочками з тюлькою та й ще з душком закусиш,то ніякої там телепортації не відбувається,а якщо закуриш цигарку з кінським табачком о то вони і возникають такі галюцінаціїтелепортації.Висновок.Отож вєздє нужно качество продукта!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

^ Наверх