Во многих научно-фантастических книгах и кино телепортация показывается как нечто совершенно простое. Человек просто пропадает и уже через несколько мгновений оказывается в совершенно новом месте, может, даже на другой планете. Но возможны ли такие путешествия в реальном мире? Как воплотить мечты всех режиссеров и писателей в жизнь? Ученые уже давно проводят эксперименты, конечная цель которых заключается в реализации технологии телепортации.
Возможно ли данное явление?
Если отвечать на этот вопрос одним словом, то – да. Исследователи постоянно публикуют научные работы с успешными результатами экспериментов по квантовой телепортации. Причем расстояния передачи становятся все больше. Однако некоторые ученые сомневаются, что дело когда-нибудь дойдет до телепортации людей. Другие же специалисты уверяют, что это всего лишь вопрос времени.
Что такое телепортация?
Прежде всего, следует сказать, о чем конкретно идет речь. Большинство из нас при упоминании слова «телепортация» сразу представляют себе мгновенное перемещение объектов на сколь угодно длинные расстояния с невероятно высокой скоростью. Этот термин был предложен американским писателем Чарльзом Фортом в 1931 году. Слово использовалось для описания непонятных перемещений различных предметов в пространстве. В своих книгах Чарльз Форт этим же термином называл и силу переноса. Многие же считают, что он описывал исключительно мистификации. Взять хотя бы, к примеру, эксперимент 1943 года, в результате которого якобы был перемещен в пространстве эсминец «Элдридж».
Существовала масса аналогичных историй, но все они были всего лишь выдумками конспирологов. Считалось, что власти держат эксперименты по телепортации в тайне и собираются использовать их в военных целях.
Сегодня же отношение к этой проблеме полностью поменялось. Теперь эксперименты по квантовой телепортации очень интенсивно обсуждаются сообществом ученых, все результаты находятся в открытом доступе. Не так давно научное сообщество взволновала настоящая сенсация: исследователям удалось выполнить успешный эксперимент, доказывающий возможность квантовой телепортации.
Развитие технологии
Реальность телепортации началась в начале 90-х годов прошлого века, когда физик из Америки Чарльз Беннетт теоретически обосновал возможность квантовых перемещений. На тот момент это были простые математические выкладки, которые долгое время не находили никакого практического применения. Однако они могли предсказать существование гравитационных волн, черных дыр и других интересных объектов.
Расчеты Беннета помогли понять, что телепортация – это не миф, а вполне осуществимое явление. Ученые стали активно вести исследования в данном направлении. Спустя несколько лет состоялся первый удачный эксперимент по квантовой телепортации.
Особенности явления
Стоит пояснить, что квантовая телепортация немного отличается от того представления, которое мы получаем из научной фантастики. Из одной точки пространства в другую передается не предмет, а только его квантовое состояние. Для реализации телепортации нужно просто воссоздать объект в исходном состоянии в новой точке, получив в результате его точную копию. Подобные опыты уже проводятся в лабораториях. Данную технологию можно сравнить с использованием копировального аппарата: в результате вы получаете не сам исходный документ, а его точный электронный образ. У получателя на руках оказывается точная копия предмета. Различие заключается в том, что сам присланный материальный объект разрушается, а его копия остается.
Механизм
Чтобы описать такое интересное свойство элементарных частиц, как суперпозиция, специалист по теоретической физике Эрвин Шредингер использовал интересное сравнение – кота, который сидит в ящике. О том, в каком состоянии находится животное, нам ничего не известно: жив кот или мертв. Квантовые частицы, подобно этому коту, одновременно могут находиться сразу в нескольких состояниях, каждое из которых полностью исключает вероятность возникновения другого. К примеру, электрон не летает вокруг ядра, как нас учили на уроках физики, а может в один момент присутствовать сразу на всех точках его орбиты с различной степенью вероятности. Пока вы не провели измерения и не определили свойства частицы, она одновременно находится в нескольких состояниях. Но когда измерение будет проведено, она оказывается в одном из вероятных состояний и больше не может меняться.
Для объяснения явления телепортации обычно применяется понятие квантовой запутанности. Две элементарные частицы обычно находятся во взаимосвязанном состоянии. Это означает, что между ними присутствует некоторая связь. Они могут сообщать информацию, даже когда находятся на большом расстоянии друг от друга. Зная состояние одной частицы, вы можете получить сведения о характеристиках другой.
Использование на практике
Первые опыты по квантовой телепортации стартовали приблизительно 10 лет назад на Канарах. Ученым на острове Пальма удалось создать пару запутанных частиц - фотонов, которые потом посредством лазера отправили в другую лабораторию, которая находится на острове Тенерифе. Расстояние между этими островами составляет 144 км. Частицы пребывают в запутанном состоянии. После этого в эксперимент включается третий фотон, который должен вступить во взаимодействие с одной из первых двух частиц. Ученые определяют характеристики взаимодействия фотона А с фотоном С и передают полученное значение в лабораторию, где находится фотон В. Связь между А и В позволяет превратить вторую частицу в точную копию С. Получается, что частица В как будто телепортируется с одного острова на другой.