Научные эксперименты

С тех пор, как 5,000 лет назад изобрели колесо, люди стали создавать все новые средства перемещения из одной точки в другую. Так появились колесницы, велосипеды, автомобили, самолеты и ракеты, позволяющие перемещаться из одного пункта в другой не только по городу, но и по всей планете и галактике гораздо быстрее, чем человек в состоянии пройти. Однако, у всех этих видов транспорта есть общий недостаток: все равно для перемещения человека необходимо время – от нескольких минут и до нескольких дней.

А что если бы человеку не нужен был бы транспорт для того, чтобы добраться, например, от дома к магазину без автомобиля или переместиться с заднего двора на международную космическую станцию даже не умея водить космический корабль? В данный момент многие ученые бьется над созданием именно такого способа передвижения. Достигнуть этого они планируют при помощи телекоммуникации и транспортирования, которые вместе ведут к единой системе, называемой телепортацией. В этой статье мы расскажем об экспериментах с фотонами, которые могут осуществить телепортацию, и какие преимущества даст нам телепортация по сравнению с остальными средствами передвижения.

Телепортация означает дематерилизовывание объекта в одной точке и передачу данных об атомной структуре данного объекта другой точке, в которой будет происходить восстановление объекта. Это означает, что время и место не будут играть никакой роли во время этого путешествия. Мы сможем транспортироваться из одной точки в другую, независимо от времени и нашего места нахождения, поскольку нам больше не придется преодолевать физическое расстояние.

Впервые о телепортации многие люди узнали из фильмов и сериалов, но на тот момент все это казалось простой фантастикой, не осуществимой в реальной жизни, однако в 1993 году достижения науки продемонстрировали, что нечто подобное можно сделать с точки зрения науки. Именно тогда физик Чарльз Беннетт и команда исследователей из корпорации IBM заявили о возможности квантовой телепортации. Однако научные опыты на практике показали, что во время телепортации происходит разрушение объекта перемещения. За этим открытием последовали другие открытия. Доктор Беннетт не сдавался и 29 марта 1993 года он вновь заявил о реальной возможности квантовой телепортации объектов.

Недавние эксперименты

В 1998 году физики из Калифорнийского института технологий вместе с двумя европейскими группами воплотили теорию IBM в жизнь. Им удалось успешно телепортировать фотон (частица энергии, которая несет свет). Они смогли «высчитать» строение атома фотона, отослать эту информацию по почти метровому коаксиальному кабелю и создать точную копию фотона. Как показала практика, первоначальный фотон исчез сразу после того, как была сделана его точная копия.

Во время этого эксперимента, группе ученых удалось разрушить принцип неопределённости Гейзенберга, который являлся главной помехой для телепортации объектов больших, чем фотон. Этот принцип гласит, что не возможно одновременно знать местоположение и скорость частицы. Но если не известно положение частицы, то, как можно телепортировать объект? Поэтому, для того чтобы телепортировать фотон, но при этом не нарушить принцип Гейзенберга, физики использовали явление, известное как «запутанность». В запутанности квантовых состояний, необходимо, по крайней мере, три фотона, чтобы достигнуть квантовой телепортации:

Фотон A: телепортируемый фотон
Фотон B: транспортирующий фотон
Фотон C: фотон, запутанный с фотоном B

Если раньше ученые пытались рассмотреть фотон не учитывая явление запутанности, то у них поэтому ничего и не получалось, они меняли структуру атомов и разрушали объекты. Запутывая фотоны B и C, исследователи могут извлечь немного информации о фотоне A, а оставшуюся информацию передавать к фотону B посредством запутанности, и затем на фотон C. Когда исследователи применят информацию от фотона А к фотону C, они смогут создать точную копию фотона A. Однако, фотон А больше не будет существовать, поскольку вся информация о нем будет передана фотону C.

Другими словами, когда объект телепортируется в другое место, информация о его атомной структуре передается через специальную машину к его желаемому месту прибытия, где также создается точная копия этого объекта, однако оригинальный объект исчезает со своего места нахождения. В 2002 исследователи Австралийского национального университета успешно телепортировали лазерный луч.

Еще один успешный научный эксперимент был произведен 4 октября 2006 года в Нильском Боровском институте в Копенгагене, Дания. Доктор Юджин Ползик вместе с другими учеными телепортировал информация, сохраненную в лазерном луче, в облако атомов. Как говорит сам Ползик: ” Это еще один шаг вперед, потому, что нам впервые удалось телепортировать одновременно свет и вещество, два совершенно разных объекта, один из которых в данном случае выступал передатчиком информации, а другой - носителем данных”. Квантовая телепортация может в дальнейшем способствовать развитию квантовой системы обрабатывания данных. Эти эксперименты важны для развивающихся сетей, которые могут распределять квантовую информацию. Профессор Сэмюэль Бронстеин из Уэльского университета назвал такую сеть “квантовым Интернетом. ” Возможно, в будущем эту технологию можно будет использовать для создания квантового компьютера, который сможет передавать и обрабатывать информацию в несколько раз быстрее, чем это могут делать современные мощные компьютеры.

Телепортация человека

Несмотря на все достижения науки, мы пока не способны создать машину для телепортации. Известные законы физики не позволяют нам заставить человека переместиться из одной точки в другую, поскольку для этого необходимо перемещать человека со скоростью света, но не одно средство передвижения пока не способно развить такую скорость.

Для того, чтобы человек мог перемещаться во времени, необходима такая машина, которая могла бы точно определить и проанализировать все 1028 атомов, из которые состоит тело человека. А это составляет несколько триллион триллионов атомов. Если бы некая машина могла отсылать эту информацию в другую точку, в которой тело человека могло бы быть реконструировано, то тогда происходило бы перемещение тела. Однако очень важно, чтобы происходила полная передача всех молекул, в противном случае могли наблюдаться бы неврологические или физиологические дефекты. Если бы такая машина все же существовала, все равно, вероятность того, что человек мог бы перемещаться во времени очень мала. Принцип работы такой машины был бы подобен факсу – на другом конце провода получался бы дубликат человека, правда, это был бы явно усовершенствованный и очень точный факс. Но что бы происходило с оригиналом? Пока никто не может дать точный ответ на этот вопрос. Но некоторые ученые считаю, что добиться телепортации живого человека можно с помощью генетического клонирования и дискретизации (преобразование сигнала в цифровую форму). По сути дела такое биоцифровое клонирование должно убить перемещаемого человека, поскольку после телепортации биологический мозг и тело просто перестают существовать. Вместо этого вся атомная структура человека передается в другое местоположение, и процесс дискретизации восстанавливает воспоминания путешественника, его эмоции, надежды и мечты. Так что путешественники будут по-прежнему существовать, только уже в новом теле с такой же атомной структурой как и первоночальное биологическое тело, с идентичной структурой ДНК.

Но подобно всем технологиям, ученые уверены, что не стоит сдаваться на полпути, первые неудачи не говорят о невозможности воплощения идеи в жизнь. Однажды, в один прекрасный день кто-нибудь из наших потомков, возможно, после рабочего дня в космическом офисе вдали от планеты Земля подумает, что уже пора возвращаться домой к ужину, и, еще не успеет договорить свою фразу, как окажется за столом на родной планете.