Телепортація реальна

Дослідники з Китаю просто телепортували об'єкт у космос. Це була не людина, не собака і навіть не молекула. Це був фотон. Або принаймні це була інформація, що описує певний фотон.

То як це можна назвати телепортацією?

У тому-то й річ, що квантова телепортація насправді зовсім не телепортація, а створення незахищеного інтернету.

Але спочатку поговоримо про парадокс.

Альберт Ейнштейн не любив квантову механіку

Він думав, що це хибна теорія, і 1935 року він написав статтю, що описує парадокс, який, здавалося, поставив під сумнів усе про квантову механіку.

Квантова механіка — це вивчення найменших аспектів нашого всесвіту. Атоми, електрони, кварки, фотони. І це розкриває деякі не інтуїтивні — навіть суперечливі — аспекти нашого всесвіту.

Наприклад, вимірювання частинки змінює частинку.

Це називається ефектом спостерігача. Акт вимірювання явища непоправно змінює або впливає на це явище.

Щоб спостерігати атом, нам часто доводиться проливати світло на нього. Фотони в цьому світлі взаємодіють із часткою таким чином, що це впливає на її положення, імпульс, обертання або будь-яку кількість характеристик. У квантовій сфері використання фотонів для спостереження за атомом на кшталт використання куль для боулінгу для підрахунку штифтів у кінці поля для боулінгу.

Як наслідок, ви ніколи не можете знати всі властивості частинки з будь-якою впевненістю, тому що акт знання вплине на результат.

Ефект спостерігача часто плутають з ідеєю, що свідомість може якось впливати або навіть створювати реальність. Але це не так уже й надприродно.

Тому що ефект спостерігача зовсім не потребує свідомості.

Фотони, що потрапляють в атом, вироблятимуть той самий ефект спостерігача, незалежно від того, чи керують цими фотонами свідомі люди. Спостерігати в цьому випадку просто означає взаємодіяти.

Іншими словами, ми не можемо бути сторонніми спостерігачами

У квантових системах ми завжди є активними учасниками, впливаючи на результати.

Це те, що Альберту Ейнштейну не сподобалося. На його думку, ця притаманна йому невизначеність є недоліком квантової механіки, який необхідно виправити. Реальність не може бути такою ненадійною.

Або, як він висловився, «Бог не грає в кості зі Всесвітом».

І ніщо не ілюструвало слабкість квантової механіки більше, ніж парадокс квантової заплутаності.

Квантова заплутаність

У квантових масштабах іноді частинки можуть стати пов'язаними таким чином, що вимір властивостей однієї частинки впливає на іншу — миттєво — незалежно від того, наскільки далеко вони розташовані одна від одної. Це квантова заплутаність.

У теорії відносності Ейнштейна ніщо не може рухатися швидше за швидкість світла. Квантова заплутаність, здавалося, порушувала це.

Бо якщо одна частинка заплутується з іншою, і будь-яка зміна на ній відбудеться з двома її близнюками, між ними має відбуватися якийсь зв'язок. Інакше як вони можуть впливати одне на одного? Але якщо це відбувається миттєво, незалежно від відстані, то таке спілкування має відбуватися швидше за швидкість світла, що неможливо.

Отже, парадокс.

Ейнштейн, як відомо, висміяв це як «моторошну дію на відстані». Ейнштейну все поле квантової механіки здавалося настільки ж уривчастим, як і це передбачуване квантове заплутування.

І Ейнштейн провів залишок свого життя, намагаючись виправити виявлені недоліки квантової механіки, але без успіху. Тому що нічого було виправляти.

Навіть квантовий парадокс Ейнштейна виявився реальним явищем. Це не парадокс взагалі.

Хоча заплутування відбувається миттєво, ніяка інформація не може передаватися між частинками швидше за швидкість світла.

Але інформація може бути передана

І це саме те, що команда дослідників з Університету науки і технології в Шанхаї зробила в червні 2017 року. Хоча це широко описано як телепортація, дослідники фактично досягли передачі інформації між двома заплутаними частинками.

Під час стрільби лазером через спеціалізований кристал фотони, що випускаються, заплутуються. Таким чином, як тільки один фотон вимірюється в заплутаній парі, стан іншого миттєво стає відомим. Використовуючи їхні квантові стани як опорний сигнал, інформація може передаватися між цими фотонами.

Це було зроблено раніше в лабораторіях по всьому світу — але ніколи на такій відстані.

Дослідники з Китаю відправили сплутані фотонні частинки на супутник на орбіті в 1400 кілометрах над Землею. Потім вони сплутали наземний фотон із третім фотоном, що дало їм змогу відправити свій квантовий стан на супутниковий фотон, ефективно копіюючи третій фотон на орбіті.

Але третій фотон не був фізично переміщений на супутник. Тільки інформація про його квантовий стан була передана і реконструйована.

Тож це не було телепортовано, як у Star Trek. Але справжній прорив тут не в телепортації, а в спілкуванні.

Квантовий інтернет, заснований на заплутаних частинках, було б майже неможливо зламати.

Ми можемо подякувати спостерігачеві за це.

Якби хтось спробував підслухати одну з цих квантових передач, він, по суті, спробував би спостерігати частинку, і, як ми знаємо, це змінює частинку. Скомпрометована передача буде миттєво розпізнавана, тому що частинки стануть не заплутаними, або передача буде повністю зруйнована.

Квантовий інтернет буде майже на 100% безпечною мережею зв'язку.

Ніхто без доступу до заплутаних частинок не зможе зламати його. І якщо хтось отримає доступ до однієї із заплутаних частинок, це буде одразу очевидно, тому що ваша частинка буде відсутня, і, отже, ваш інтернет буде недоступний.

Таким чином, це може мати значення як щось більше, ніж пристрій фотонної телепортації.

Дослідникам знадобилося понад мільйон спроб успішно заплутати трохи понад 900 частинок. Оскільки фотони повинні проходити через нашу атмосферу, є велика ймовірність, що вони будуть взаємодіяти з іншою часткою і, таким чином, будуть «спостерігатися», руйнуючи заплутаність і закінчуючи передачу.

Телепортації реальних об'єктів

Але чи можливо, коли-небудь у далекому майбутньому — використовувати цю ж техніку для телепортації реальних об'єктів, навіть людей?

Теоретично так.

Але це передбачає заплутування кожної частинки у вашому тілі рівною кількістю частинок в іншому місці. Кожен стан і положення всіх ваших частинок має бути відскановано і передано в інше місце. Заплутані частинки, які очікують, будуть наповнені переданою інформацією, миттєво прийнявши стан, ідентичний вихідним частинкам.

По суті, це те, що сталося з фотонами. Але зараз ми говоримо про кожну частинку у вашому тілі.

Телепортація також залежить від ефекту спостерігача. Процес сканування, який вимірює всі ваші частинки, буде одночасно змінювати всі ваші частинки. По суті, перетворюючи ваш оригінал на купу невпізнанної квантової особистості або об'єкта. Ви б перестали існувати в одному місці і з'явилися б в іншому — точно так само — просто з абсолютно новим набором частинок.