Posible bang siyentipiko ang teleportasyon? Malapit na ba tayong makapaglakbay sa mga mundo nang halos agad-agad? Ngayon ay susubukan naming sabihin kung ano ang bago sa lugar na ito.
Ang teleportasyon ay isang pangarap ng tao mula pa noong simula ng mundo. Nais ng isang tao na agad na lumipat sa kalawakan, upang maglakbay, nang hindi nag-aaksaya ng oras sa nakakapagod na paglalakbay sa malalayong distansya. Ang paksang ito ay matagal nang naroroon sa maraming mga gawa ng pop culture, ngunit ito pa rin ang paksa ng pananaliksik. Bagaman, noong 2004, ito ay nairehistro pa patent sa "buong sistema ng teleportasyon ng katawan", mayroon nang mga unang tagumpay sa pagsasaliksik sa teleportasyon, ngunit pinatutunayan nila na hindi ito ang inaasahan natin mula sa teknolohiyang ito.
Bakit ang paksa ng teleportasyon ay pumukaw sa imahinasyon ng sangkatauhan? Kung gagawa tayo ng listahan ng mga pinakananais na teknolohiya sa mundo, ang teleportasyon ang mauuna. Isipin na lang kung gaano karaming mga problema ang malulutas natin kung makakalipat tayo kaagad sa iba't ibang lugar. Sa kasamaang palad, maraming mga indikasyon na ang teleportasyon sa anyo na gusto naming makita, kahit na sa ngayon, ay hindi namin maabot. Gayunpaman, hindi ito nangangahulugan na ang teleportasyon ay hindi posible. Iba lang ang itsura niya sa inaakala natin.
Ang isang tao ay hindi maaaring makipag-usap tungkol sa teleportasyon nang walang isang maikling pagpapakilala sa mga pangunahing kaalaman ng quantum physics. At ito, sa turn, ay maaaring makapagpahina ng loob sa maraming tao na basahin pa ang artikulo. Ngunit maniwala ka sa akin, hindi tayo magpapalalim nang malalim sa mga slum na iyon, ngunit susubukan nating ipaliwanag nang mababaw, sa mga simpleng salita at may malinaw na mga halimbawa, ang prinsipyo ng teleportasyon. Subukan nating ipaliwanag kung paano ito gagana ngayon. Ngunit bakit ko sinasabi nang eksakto "kung paano ito gumagana ngayon"? Nangyayari na ba ito? Oo, mga kababaihan at mga ginoo, ang mga unang seryosong hakbang ay nagawa na. Gayunpaman, ang mga siyentipiko ay pinamamahalaang mag-teleport hindi isang tao, kagamitan o materyales, ngunit impormasyon. Nagawa ba naming intriga ka? Magbasa para sa pareho.
Mga pagsulong sa pananaliksik sa teleportasyon
Alam ng lahat kung ano ang teleportation, ngunit hindi alam ng lahat na ilang hakbang na ang nagawa sa pag-unlad nito. At matagal na panahon na ang nakalipas mula noong hinarap ni Einstein ang isyung ito. Nalaman na ng mga siyentipiko na ang lahat ay nagsisimula sa antas ng microscale, iyon ay, sa antas ng mga quantum particle. Nang magsimulang pag-aralan ang mga quantum particle na ito, napansin ang kanilang kakaibang pag-uugali. Ang mismong proseso ng kanilang pakikipag-ugnayan ay ganap na naiiba sa anumang bagay na makikita ng mata sa isang macro scale. Ito pala dami ang mga particle ay maaaring nasa dalawang lugar nang sabay-sabay. Tinatawag ito ng mga siyentipiko na prinsipyo ng superposisyon. Gayunpaman, ang superposisyon ay nangyayari lamang kapag ang mga particle ay hindi nakikipag-ugnayan sa isa't isa, iyon ay, walang nangyayari sa kanila. Kapag sila ay nagpapahinga, pinag-uusapan natin ang tinatawag na pagbagsak ng probability wave. Napagtanto ko na marami sa inyo ang nahihirapang unawain ang lahat ng ito. Ang pinakamadaling paraan upang mailarawan ang estadong ito ay sa tulong ng mga bits ng computer. Tulad ng alam mo, gumagana sila sa binary system, iyon ay, maaari silang maging zero o isa. At ang mga qubit (quantum bits) ay maaaring parehong "zero" at "isa" sa parehong oras - hanggang sa bumagsak ang alon ng posibilidad.
Nagtagumpay si Einstein sa pagtuklas ng tinatawag niyang "phantom interaction at a distance." Sa kurso ng kanyang pananaliksik, lumabas na ang mga ordinaryong particle ay maaaring magkakaugnay sa antas ng kabuuan. Nang walang mga detalye, sasabihin ko na ang dalawang particle ay maaaring mag-asawa, kahit na mayroon silang iba't ibang mga katangian (halimbawa, momentum). At ngayon ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay ay na pagkatapos ng pagpapares, ang mga katangian ng isa sa kanila ay nagbabago, sabay-sabay na binabago ang mga katangian ng iba pang butil. Hindi alintana ang distansya nila! At ito mismo ang gumagana sa teleportation ngayon. Kung susubukan mong ilarawan ito sa mga simpleng salita, siyempre, dahil ang higit pa sa kagubatan...
Sa mga laboratoryo, pinamamahalaan ng mga siyentipiko na ilipat ang estado ng isang butil mula sa punto A hanggang sa punto B, ngunit sa pamamagitan nito, walang tiyak na impormasyon tungkol sa particle na ito ang ipinadala. Bakit? Ang pangunahing problema ay, batay sa kasalukuyang estado ng pananaliksik, hindi maitatag ng magkabilang panig ang paunang impormasyong ito, iyon ay, hindi matukoy ng mga siyentipiko kung ano ang nauna at kung ano ang susunod. Halos parang manok at itlog. Sa yugtong ito, sulit na i-highlight ang mga konseptong ito. Ito ay lumabas na ang impormasyon ay isang bagay na mas kumplikado kaysa sa pag-uugali ng particle mismo.
At ito ang pangunahing limitasyon sa pag-unlad ng teknolohiya ng teleportasyon, na sa parehong oras ay nagbibigay-liwanag sa kung ano ang maaaring makamit sa hinaharap, at kung ano ang malamang na hindi makakamit. I-summarize natin. Sa kasalukuyan, nagagawa nating "ipares" ang mga particle sa isa't isa sa antas ng quantum. Maaari naming ilipat ang estado ng mga particle mula sa punto A hanggang sa punto B, ngunit hindi namin inililipat ang kinakailangang impormasyon. Wala kaming mga teknolohikal na kakayahan upang bumuo ng isang espesyal na channel na magpapadala ng impormasyong ito sa bilis ng liwanag. Sa Earth, nagpapadala kami ng impormasyon sa pamamagitan ng mga channel ng radyo o fiber optic, ngunit ito ay isang ganap na naiibang antas.
Basahin din: Tungkol sa mga quantum computer sa simpleng salita
Panlilinlang ng barya
Kaya't bakit hindi natin i-teleport ang impormasyon sa isang malaking sukat kung mukhang na-master na natin ang teknolohiya? Buweno, hindi lahat ay kasing simple ng maaaring tila. Hindi namin ganap na kinokontrol kung anong estado ng kabuuan (at sa gayon ay ang resulta ng teleportation) na aming napupunta. Upang ipaliwanag ito, ginagamit ng mga siyentipiko ang halimbawa ng isang barya.
Mayroon kaming dalawang barya na nakakabit sa dimensyon ng quantum. Ang bawat isa ay maaaring magkaroon ng isa sa dalawang estado - obverse o reverse, ang isa ay mapupunta sa nagpadala, ang isa ay sa tatanggap. Pagkatapos ng gusot, kung ang una ay tumuturo sa obverse, ang pangalawa ay dapat ding tumuro sa obverse. Sa kabutihang palad o sa kasamaang palad, ito ay higit pa o mas kaunti kung paano ito gumagana sa quantum physics. Nang malaman ito, ang nagpadala ay nagsimulang paikutin ang unang barya at sa parehong oras ang barya ay umiikot sa isa kung kanino ito ipinadala. Habang umiikot ang barya, walang nakakaalam ng kalalabasan. Hindi ang nagpadala o ang tatanggap. Hanggang sa huminto ang barya ng nagpadala, hindi nito alam kung anong impormasyon ang aktwal na ipinapadala nito sa tatanggap. In short, nagpapadala kami ng "something", pero hindi talaga namin alam kung ano. Hanggang sa maipadala ito, nananatili ang impormasyon sa superposisyon.
Ginagawang imposible ng limitasyong ito na magpadala ng partikular na impormasyon sa yugtong ito ng pag-unlad, dahil hindi matukoy ng nagpadala kung matatanggap namin ang nais niyang ipadala. Kaya, walang transmission channel na sumusuri sa impormasyon sa magkabilang panig. Maaaring makatulong sa amin ang mga quantum computer dito, ngunit ngayon lang sila lumalabas, at sa ngayon ay medyo primitive ang mga ito. Pag-uusapan natin sila ngayon.
Basahin din: Blockchains ng bukas: Ang hinaharap ng industriya ng cryptocurrency sa simpleng salita
Posible ba ang teleportasyon ng tao?
Narito tayo sa pinakamahalagang tanong para sa marami. Kaya, maaari ba nating isipin ang tungkol sa pag-teleport ng mga tao o iba pang mga organismo batay sa katotohanan ng ngayon? Well, malamang na walang isang tao sa Earth na makakasagot sa tanong na ito nang walang pag-aalinlangan. Gayunpaman, sa pagtingin sa direksyon ng pag-unlad, personal kong iniisip na dapat itong kalimutan sa ngayon. Bakit?
Tandaan na kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa teleportation, palagi nating pinag-uusapan ang paglilipat ng estado ng mga particle. Samakatuwid, ang butil na ito ay dapat na nasa ilang "natukoy" na estado. Samantala, nagbabago ang utak ng tao bawat microsecond. Bilyun-bilyong synapses, electron, impulses - ang prosesong ito ay halos imposibleng ihinto. Maaaring tila ang utak ay isang lugar kung saan iniimbak ang impormasyong natanggap mula sa kapaligiran. Pagkatapos ay posibleng mag-teleport ng isang tao na may ganoong impormasyon, ngunit tiyak na hindi ito ang parehong taong may parehong utak tulad noong ginawa ang "paglipat". Pagkatapos ng lahat, ang estado mismo ay isang uri ng rekord, at sa kaso ng aming nerve center, wala kahit isang paunang "estado." Maliban na lang kung tungkol sa psychic ang pinag-uusapan.
Siyempre, ang mga ito ay mga hula at pagpapalagay lamang, dahil sa ngayon ay walang malinaw na mahulaan kung ano ang dadalhin sa hinaharap. Gayunpaman, ang kasalukuyang direksyon ng pananaliksik at pagpapaunlad ng mga teknolohiya ng teleportation ay nagpapaunawa sa atin na tayo ay pupunta sa ibang direksyon.
Naka-link ba ang hinaharap ng teleportation sa mga quantum computer?
Kaya mayroon bang hinaharap sa teleportasyon, at ano ito? Isa pang tagumpay sa paksang ito ang naganap noong 2019. Tulad ng nabanggit na natin, ang teleportation ng quantum state ay theoretically posible sa anumang distansya. Sa teorya lamang, dahil hindi pa ito ganap na sinisiyasat, ngunit ang mismong katotohanan ng paglipat ng isang butil sa layo na higit sa 500 kilometro ay maaaring patunayan ito. Alam din natin na sa ngayon ang pinakamasalimuot na yunit ng impormasyon ay ang pinakamaliit na qubit (ibig sabihin, ang kilalang "bit" sa superposisyon).
Sa kabila nito, dahil sa pagbagsak ng probability wave sa panahon ng pagmamasid, sa ngayon ay nagawa naming mag-teleport sa estado 0 o 1, at wala nang iba pa. Ilang oras na ang nakalilipas, dalawang independiyenteng pangkat ng mga siyentipiko ang nakapagpadala ng isang superposisyon ng tatlong estado sa parehong oras, na tinawag nilang cutter. Gayunpaman, hindi ito ganap na matagumpay, ngunit ang pagtatangka mismo ay nagpapakita na ang mga siyentipiko ay hindi nakalimutan ang tungkol sa teleportasyon. Ano ang ibig sabihin nito para sa atin? Sa madaling sabi, ito ay nangangahulugan na tayo ay napakabagal, ngunit pa rin ang pagtaas ng kapangyarihan, na sa hinaharap ay maaaring humantong sa unang buong paghahatid ng impormasyon.
Sa pagtatapos ng 2019, naging mas kawili-wili ang sitwasyon. Isang pangkat ng mga siyentipiko mula sa Zurich nagawang mag-teleport dami ng data. 10000 quantum bits (qubits) ang inilipat sa pagitan ng mga independiyenteng operating system ng computer sa isang segundo. Gumawa sila ng isang computer chip na may electronics na tatlong microns ang laki. Dalawa ang mga transmitters habang ang pangatlo ay ang receiver. Ang mga nakagapos na electron sa mga temperatura na malapit sa absolute zero ay nangangahulugan na ang data na ipinadala sa transmitter ay lumitaw din sa receiver, ibig sabihin, ayon sa mga prinsipyo ng quantum physics. At bakit ang pag-uusapan natin ay tungkol sa teleportasyon at hindi lamang paglilipat ng data? Well, dahil walang wire o iba pang itinalagang landas sa pagitan ng mga system.
Naniniwala ako na ang lahat ng mga isyu na tinalakay sa itaas ay lumikha ng isang medyo pesimistikong bersyon ng mga kaganapan, na kung saan ay magpapakita ng iyong sigasig para sa paksa. Ngunit hindi ito oras para mag-panic at mawalan ng interes sa paksa ng teleportasyon. Ang agham ay hindi tumitigil. Sa pag-unlad ng pananaliksik sa teleportasyon ng estado ng mga quantum particle, ang mga kagamitan sa anyo ng mga quantum computer sa wakas ay nagsimulang lumitaw. "Anong kinalaman nito sa topic natin?" - tanong mo. Well, sa kanilang tulong, gusto naming makamit ang paglikha ng isang hiwalay na channel ng quantum. Salamat dito, posible na mag-teleport ng impormasyon, sa halip na ipadala ito, tulad ng ngayon, sa tulong ng mga optical fibers, bukod sa iba pang mga bagay (siyempre, pinag-uusapan natin ang tungkol sa "tradisyonal na pamamahagi", hindi tungkol sa mga particle ng quantum) . Oo - ito ay isang paraan ng dapat na impluwensya ng "nagpadala ng barya" sa resulta ng sirkulasyon nito sa barya ng tatanggap.
Ang gawain ng naturang mga computer ay kagiliw-giliw na ilarawan, kung naiintindihan mo na ang isang quantum computer ay hindi maihahambing sa isang ordinaryong desktop PC. Ito ay kapareho ng pagsasabi na ang isang maliwanag na lampara ay isang "mas malakas na kandila". Ang mga ito ay ganap na magkakaibang mga teknolohiya na hindi magkatulad sa bawat isa. At kung paanong gumagana ang mga modernong computer sa dalawang estado sa binary system (0 at 1), maaaring gumana ang mga quantum computer sa mga estado na nasa superposisyon. Kaya, halimbawa, maaari silang maging 60% zero at 40% isa sa parehong oras. Mukhang kumplikado iyon, kaya lumipat tayo sa isa pang halimbawa.
Naglalaro kami ng "obverse o reverse" sa computer (nabanggit ko na na ito ay isang paboritong halimbawa ng mga siyentipiko kapag nagpapaliwanag ng mga estado ng quantum). Ang obverse ay nasa mesa bilang default. Sa unang round, maaaring i-flip ng computer ang coin o iwanan itong hindi nagbabago, ngunit hindi namin alam ang kinalabasan ng huling desisyon. Pagkatapos ay makakakuha tayo ng parehong pagkakataon, at hindi rin alam ng computer ang resulta. Pagkatapos ng ilang pag-ikot, ang kondisyon ng barya ay nasuri. Kung nagbago ang obverse, panalo ang computer, kung hindi, panalo tayo. Nagbibigay ito sa amin ng eksaktong 50% na pagkakataong manalo.
Kung laruin natin ang parehong laro gamit ang isang quantum computer, ang computer ay karaniwang makakakuha ng 100% na pagkakataong manalo (sa isang pag-aaral ay nanalo ito ng 97% sa mahigit 300 iba't ibang laro, ang natitirang 3% ay malamang... dahil sa system error). Ngunit paano ito posible? Isipin na ang bawat pag-ikot ng computer ay nagpapanatili ng superposisyon nito, dahil hindi ito nakikita ng sinumang tagamasid (walang sinuman mula sa kapaligiran, kasama kami). Kasabay nito, ang makina ay nagpapasya ng 30% na pabor sa obverse at 70% sa pabor na umalis sa kasalukuyang estado, sa susunod na round ay pipili ito ng isa pa. Ngunit ang pinakamahalagang bagay ay ang isang quantum computer ay palaging pumipili ng dalawang magkaibang mga estado (kapag pumili kami ng isa lamang). Sa pinakadulo ng laro, kapag ang kinalabasan ay nahayag, ang alon ng posibilidad ay masira at... siya ang nanalo.
Dinadaya ba tayo ng quantum computer? Hindi! Alam kong mahirap intindihin, ngunit isipin na sa ilang pag-ikot na ito, ang computer ay nagbubuhos ng dalawang magkaibang juice sa isang mangkok sa magkaibang sukat, at sa pinakadulo ay pinaghihiwalay ang parehong bahagi ng pinaghalong, literal na "nadaig" ang posibilidad at palaging ginagawa ang tamang pagpili. Mahirap paniwalaan, ngunit sa pagsasagawa, ito mismo ang nangyayari.
Isang hindi malinaw na kababalaghan, ngunit ito ay isang magandang paglalarawan ng kapangyarihan ng quantum physics. Sa antas ng mga quantum molecule, ang ganitong computer ay magiging mas mahusay sa pagbuo, halimbawa, ng mga bagong gamot. Ito ay tiyak na magiging kapaki-pakinabang para sa atin sa mga kondisyon ng isang pandemya at upang madaig ang iba pang mga sakit. Ngunit ang pinakamahalagang bagay ay ang ganitong computer ay magiging kapaki-pakinabang sa pagbuo ng mga teknolohiya ng impormasyon sa teleportation. At ang mga ito ay hindi maliit na salita! Kapag magkakaroon ng maraming quantum computer sa mundo, ang mga quantum molecules ng bawat isa sa kanila ay makakapaghalo (pares) sa isa't isa. Pagkatapos, kung babaguhin natin ang pag-aari ng isa sa kanila, babaguhin din natin ang estado ng nakapares na molekula. Sa wakas, posible na magpadala ng impormasyon, dahil kaagad pagkatapos na maipadala ito, maaaring matukoy ang paunang at panghuling estado. Sa anumang kaso, alalahanin natin ang mga nagawa ng quantum supercomputer ng Google. Sa loob ng 200 segundo, gumawa siya ng mga kalkulasyon na mangangailangan ng... 10 taon ng pagpapatakbo ng pinakamabilis na "normal" na supercomputer. Kaya makikita mo ang malaking potensyal at kapangyarihang dala nito.
Kaya, isang ganap na bagong channel ng paghahatid ay malilikha, na hindi namin pinangarap. Tulad na lang ng optical fiber o radio channel ngayon. At dahil, gaya ng nabanggit na, sa teoryang walang limitasyon sa teleportation distance ng quantum state, makakausap din natin ang ibang mga planeta sa isang iglap. At sa sobrang ligtas na paraan. Salamat sa teleportasyon, magiging imposibleng "mahuli" ang impormasyon sa teorya. Sa kabilang banda, kung magiging posible ang teleportasyon, ang isang matalinong tao ay makakahanap ng paraan upang gawin ito. Marahil ay wala pa tayong masyadong alam at samakatuwid ay hindi masyadong homo sapiens...
At ngayon naabot na natin ang dulo ng pag-uusap tungkol sa kasalukuyan at hinaharap na estado ng pag-unlad ng teleportation. Dapat aminin na ang mga plano sa hinaharap ay mukhang mas kawili-wili, lalo na dahil hindi lahat ng mga ito ay malayo gaya ng iniisip mo. Dapat ding tandaan na hindi natin mahuhulaan kung ano talaga ang magiging hinaharap. Napatunayan ng modernong mundo na kung minsan ang tila isang pantasya 30 taon na ang nakakaraan ay nagiging realidad ngayon. Ang lahat ng mga theses (lalo na ang mga nauugnay sa teleportasyon ng tao) ay batay sa magagamit na impormasyon at mga pagtataya ng pag-unlad ng pananaliksik. Samakatuwid, inaasahan namin na ang teknolohiya ng quantum computing ay malapit nang maging mas madaling ma-access at mauunawaan. At, siyempre, gusto nating maganap ang rebolusyong ito sa ating buhay. Gusto ko talagang makita kung paano agad makakalipat ang isang tao sa Mars o Alpha Centauri. Pangarap, pangarap, pangarap...
Basahin din: