Существует ли телепортация: Вопрос дня: Существует ли телепорт? |

Содержание

Возможна ли телепортация человека? — Hi-News.ru

Представьте, что вы можете исчезнуть из своей кухни и в следующий момент материализоваться в африканской саванне, тропических лесах Амазонки или на Титане, спутнике Сатурна (в космическом костюме, разумеется). Эта идея настолько соблазнительна, что лежит в основе многих научно-фантастических фильмов и сериалов, включая культовые «Звездный путь» и «Доктор Кто». При этом герои с легкостью растворяются в воздухе, нажав специальную кнопку. Однако несмотря на то, что телепортация – неотъемлемый атрибут научной фантастики, это не означает, что она невозможна. Безусловно, многие физики в этом сомневаются, но некоторые эксперты уверяют, что телепортация станет реальностью спустя несколько десятилетий. Но так ли это на самом деле? Давайте попробуем разобраться.

Кадр из фильма «Звездный Путь», на котором запечатлен процесс телепортации

Что такое телепортация?

Телепортация – это молниеносное (в идеале быстрее скорости света) перемещение объектов на любые расстояния. Впервые слово “телепортация” было использовано в 1931 году Чарльзом Фортом, публицистом, который увлекался паранормальными явлениями.

На самом деле история телепортации ведет нас прямо к американскому физику Чарльзу Беннету, который в 1993 году математически доказал возможность мгновенных квантовых перемещений. В своей работе, Беннет совместно с коллегами из Исследовательского центра IBM T. J. Watson, продемонстрировал, как связать две частицы определенным образом и сохранить их связь даже на больших расстояниях. Эта связь известна как квантовая запутанность, которая обладает удивительной силой. Она позволяет человеку, который держит одну из частиц, мгновенно передавать часть информации кому-то другому, держащему другую частицу. Из-за этой странной квантовой связи информация передается от одного человека к другому, при этом не проходя между ними физически. Никаких путешествий. Но как такое возможно?

Перемещение информации от одной частицы к другой на фундаментальном уровне является двумя версиями одного и того же процесса. Если говорить максимально простыми словами, то каждый атом в вашем теле – это набор данных (тип атома, его местоположение, энергетическое состояние и так далее). Сам по себе человек – это крупная коллекция наборов данных. Телепортируйте всю необходимую информацию о себе на поверхность Титана и вот вы уже наслаждаетесь лучшим видом на кольца Сатурна. В теории, конечно же.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram

Начиная с 1993 года технология телепортации стремительно развивалась, а физики добились определенных успехов. Но, как вы уже могли догадаться, телепортировать человека – задача не из простых. Подумайте сами: что будет, если в процессе телепортации потеряется хотя бы один атом левой ноги? А в теле человека количество атомов составляет не менее 7 октиллионов – прибавьте к семерке еще 27 нулей, – что больше, чем звезд в наблюдаемой Вселенной. Говоря простыми словами, вы вряд ли останетесь довольны результатом. А еще есть потрясающий фильм 1986 года “Муха”, который просто нельзя не вспомнить. В нем главный герой изобрел телепорт, но непосредственно перед телепортацией к нему в кабину залетела муха. Фильм, как вы уже поняли, не для слабонервных. Только посмотрите что произошло с главным героем в исполнении Джефа Голдблюма:

Вот что получится, если муха решит телепортироваться с вами за компанию

Для чего нужен квантовый компьютер?

Однако, даже ограниченная форма телепортации может быть откровением. Вот почему физики усердно работают над созданием квантового компьютера – родственной технологии, которая обрабатывает информацию, используя отдельные атомы или частицы вместо транзисторов. Такой компьютер мог бы значительно превзойти традиционные процессоры в таких видах вычислений как взламывание кода и решение сложных уравнений. Но поможет ли квантовый компьютер телепортировать человека?

Как вы думаете, смогут ли ученые когда-нибудь изобрести телепорт? Поделитесь ответом в комментариях к этой статье и обязательно присоединяйтесь к участникам нашего Telegram чата, чтобы обсудить эту и другие не менее интересные темы

Итак, телепортация – это ключевая технология квантовых вычислений, поскольку позволяет извлекать информацию, которую производит компьютер, не нарушая работу всей остальной системы. В этом и заключается основная сложность в телепортации человека – каждый до единого атом нужно собрать в правильном порядке. При этом нужно проанализировать и описать не только каждую отдельную частицу, но и связи между ними. Если, конечно, вы не хотите телепортироваться на Титан мухой или человеком с руками вместо головы.

Кадр из сериала «Звездный Путь». Пожалуй, это пример идеально работающей телепортации

Но как насчет неограниченной формы телепортации, которая переносит людей из одного места в другое? Во-первых, извлечение всей информации из вашего тела требует знания физического состояния каждого атома, который требует полного распада. Грубо говоря, каждый раз когда вы входите в телепорт, то умираете, а затем возрождаетесь на другом конце. Во-вторых, объем информации, необходимый для вашего воссоздания, трудно поддаётся вычислению.

К сожалению, сегодня никто не знает, как собирать и передавать такое количество информации. Вот почему сегодня мы не можем телепортироваться. Да, теоретически войти в телепорт можно, а вот выйти не получится. Прямо как в Heroes of Might and Magic III, когда герой заходит в односторонний телепорт и попадает в место, откуда нет выхода. В итоге всю игру приходиться начинать заново.

Новости по теме

Для отправки комментария вы должны или

Возможна ли телепортация в реальной жизни?

FUTURYCON

Автор:

FUTURYCON

11 августа 2020 12:05

Метки: будущее квантовые технологии наука открытие телепорт телепортация физика

15490

Телепортация — это передача материи или энергии из одного места в другое без пересечения расстояния в физическом смысле. Когда в 1967 году капитан Джеймс Кирк из «Звездного пути» впервые сказал своему инженеру, Монтгомери «Скотти» Скотту, «отправь меня лучом», создатели этого сериала вряд ли предполагали, что в 1993 году ученый IBM Чарльз Х. Беннетт со своими коллегами предложит научную теорию, которая подразумевает реальную возможность телепортации.

Источник:

К 1998 году телепортация стала уже реальностью, когда физики из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology) квантово телепортировали частицу света из одного места в другое в лаборатории без использования физического пересечения расстояния между этими двумя точками. Хотя между научной фантастикой и научным фактом существует некоторое сходство, телепортация в реальном мире сильно отличается от ее научно-фантастических корней.

Истоки телепортации: квантовая физика и механика

Источник:

Отрасль науки, которая привела к этой первой телепортации в 1998 году, берет свое начало в идеях отца квантовой механики, немецкого физика Макса Планка (Max Planck). Его работа в 1900 и 1905 годах в области термодинамики привела его к открытию порций энергии, которые он назвал «квантами». В своей теории, благодаря которой теперь всем известна одна из фундаментальных физических величин «постоянная Планка», он разработал формулу, которая описывает, каким образом кванты на субатомном уровне выступают и как частицы, и как волны.

Многие законы и принципы в квантовой механике на макроскопическом уровне описывают эти два типа явлений: двойственное существование волн и частиц. Частицы, будучи локализованным объектом, передают как массу, так и энергию в движении. Волны, представляющие делокализованные события, распространяются в пространстве-времени, например световые волны в электромагнитном спектре, и по мере движения несут энергию, но не массу. Например, шары на бильярдном столе – это объекты, к которым вы можете прикоснуться — ведут себя как частицы, в то время как рябь на пруду ведет себя как волны, когда «нет чистого переноса воды: отсюда нет чистого переноса массы», пишет Стивен Дженкинс (Stephen Jenkins), профессор физики в Университете Эксетера (University of Exeter) в Великобритании.

Основное правило: принцип неопределенности Гейзенберга

Одно фундаментальное правило Вселенной, разработанное Вернером Гейзенбергом (Werner Heisenberg) в 1927 году, теперь известное как принцип неопределенности Гейзенберга, гласит, что существует фундаментальная неясность, связанная со знанием точного местоположения и скорости любой отдельной частицы. Чем точнее вы можете измерить один из атрибутов частицы, например скорость, тем более неясной становится информация о местонахождении частицы. Другими словами, принцип гласит, что вы не можете знать оба состояния частицы одновременно, а тем более знать несколько состояний множества частиц одновременно. Принцип неопределенности Гейзенберга сам по себе делает идею телепортации невозможной. Но именно здесь квантовая механика проявляет всю свою странность, и связана она с изучением физиком Эрвином Шредингером (Erwin Schrödinger) квантовой запутанности.

Пугающее действие на расстоянии и кот Шредингера

Подводя итог самым простым терминам, квантовая запутанность, которую Эйнштейн назвал «пугающим действием на расстоянии», по существу говорит, что измерение одной запутанной частицы влияет на измерение второй запутанной частицы, даже если между двумя частицами существует большое расстояние.

Шредингер описал это явление в 1935 году как «отход от классического мышления» и опубликовал его в статье из двух частей, в которой он назвал теорию «Verschränkung», или запутанность. В той статье, в которой он также впервые рассказал о своей парадоксальной кошке — живой и мертвой в одно и то же время, пока наблюдение не уничтожило двойственность существования кошачьего состояния, превращая его или в мертвое или в живое — Шредингер предположил, что когда две отдельные квантовые системы запутываются или квантово связанны благодаря предыдущей взаимосвязи, объяснение особенностей одной квантовой системы или состояния невозможно, если оно не включает характеристики другой системы, независимо от пространственного расстояния между двумя системами.

Квантовая запутанность и лежит в основе экспериментов по квантовой телепортации, которые сегодня проводят ученые.

Квантовая телепортация и научная фантастика

Научная телепортация сегодня основывается на квантовой запутанности, таким образом, что то, что происходит с одной частицей, происходит мгновенно с другой. В отличие от научной фантастики, она не включает в себя физическое сканирование объекта или человека и передачу его в другое место, потому что в настоящее время невозможно создать точную квантовую копию оригинального объекта или человека без уничтожения оригинала.

Вместо этого квантовая телепортация представляет собой перемещение квантового состояния (например, информации) от одного атома к другому атому, разделенным значительным расстоянием. Научные группы из Мичиганского университета (University of Michigan) и Объединенного квантового института в Университете Мэриленда (Joint Quantum Institute at the University of Maryland) в 2009 году сообщили, что они успешно завершили подобный эксперимент. В их эксперименте информация от одного атома перемещалась к другому на расстоянии одного метра. Ученые во время эксперимента держали каждый атом обособлено от другого.

Какое будущее есть у телепортации?

Источник:

В то время как идея транспортировки человека или объекта с Земли в отдаленное место в космосе на данный момент остается фантастикой, квантовая телепортация данных имеет вполне определённый потенциал применения в нескольких областях: компьютерной технике, кибербезопасности, интернете и многом другом.

По сути это подход, который предполагает передачу данных из одного места в другое намного быстрее, чем люди могут себе представить. Квантовая телепортация приводит к перемещению данных без каких-либо промежутков времени из-за явления суперпозиции – когда данные, существующие в обоих двойных состояниях как 0, так и 1 в двоичной системе компьютера, пока измерение не свернет состояние в 0 или 1 – то есть эти данные перемещаются быстрее скорости света. Когда это станет возможным в промышленном масштабе, компьютерные технологии претерпят совершенно новую революцию.

Источник:

Ссылки по теме:

В Чернобыле нашли грибы, которые питаются радиацией
Японцы заявляют, что через 20 лет мы сможем говорить с собаками
25 величайших открытий, сделанных обычными людьми
Ученые назвали новый вид змей в честь персонажа «Гарри Поттера»
Что говорит человек науки о фантастических блокбастерах

Метки: будущее квантовые технологии наука открытие телепорт телепортация физика

Новости партнёров

Удивительные жители Земли, похожие на пришельцев из других миров

Великие за доской: как глобальная эпидемия подстегнула интерес общества к мистике и загробному миру

Молчащие в маске

Идеальная супруга любимого артиста

Неоднозначный музыкальный инструмент, звуки которого способны привести к помешательству

Бесплатно и очень быстро: как теперь можно переводить деньги по номеру телефона

Основоположница восковой вечности, которой могло не случиться

Удиви меня!

Возможна ли телепортация? Да, в квантовом мире

Полупроводниковый чип квантового процессора подключен к печатной плате в лаборатории Джона Никола, доцента физики Рочестерского университета. Николь и Эндрю Джордан, профессор физики, изучают новые способы создания квантово-механических взаимодействий между удаленными электронами, обещая большие успехи в области квантовых вычислений. Предоставлено: Университет Рочестера / Дж. Адам Фенстер.

«Пронеси меня» — одна из самых известных фраз из сериала «Звёздный путь». Это команда, выдаваемая, когда персонаж хочет телепортироваться из удаленного места обратно на звездолет «Энтерпрайз».

В то время как человеческая телепортация существует только в научной фантастике, телепортация возможна в субатомном мире квантовой механики, хотя и не так, как обычно изображают по телевизору. В квантовом мире телепортация предполагает транспортировку информации, а не материи.

В прошлом году ученые подтвердили, что информация может передаваться между фотонами на компьютерных чипах, даже если фотоны не связаны физически.

Теперь, согласно новому исследованию Университета Рочестера и Университета Пердью, телепортация также может быть возможна между электронами.

В статье, опубликованной в Nature Communications и еще одной, которая появится в Physical Review X , исследователи, включая Джона Никола, доцента физики в Рочестере, и Эндрю Джордана, профессора физики в Рочестере, изучают новые способы создания квантово-механических взаимодействий между удаленными электронами. Исследование является важным шагом в улучшении квантовых вычислений, которые, в свою очередь, могут революционизировать технологии, медицину и науку, предоставляя более быстрые и эффективные процессоры и датчики.

«Призрачное действие на расстоянии»

Квантовая телепортация — это демонстрация того, что Альберт Эйнштейн назвал «призрачным действием на расстоянии» — также известного как квантовая запутанность. В запутанности — одном из основных понятий квантовой физики — свойства одной частицы влияют на свойства другой, даже если частицы разделены большим расстоянием. В квантовой телепортации участвуют две удаленные запутанные частицы, в которых состояние третьей частицы мгновенно «телепортирует» свое состояние к двум запутанным частицам.

Квантовая телепортация — важное средство передачи информации в квантовых вычислениях. В то время как типичный компьютер состоит из миллиардов транзисторов, называемых битами, квантовые компьютеры кодируют информацию в квантовых битах или кубитах. Бит имеет единственное двоичное значение, которое может быть либо «0», либо «1», но кубиты могут быть одновременно «0» и «1». Способность отдельных кубитов одновременно занимать несколько состояний лежит в основе большой потенциальной мощности квантовых компьютеров.

Ученые недавно продемонстрировали квантовую телепортацию, используя электромагнитные фотоны для создания дистанционно запутанных пар кубитов.

Кубиты, состоящие из отдельных электронов, однако, также перспективны для передачи информации в полупроводниках.

«Отдельные электроны — многообещающие кубиты, потому что они очень легко взаимодействуют друг с другом, а отдельные электронные кубиты в полупроводниках также масштабируемы», — говорит Николь. «Надежное создание взаимодействий между электронами на больших расстояниях имеет важное значение для квантовых вычислений».

Создание запутанных пар электронных кубитов, которые охватывают большие расстояния, что необходимо для телепортации, оказалось сложной задачей: в то время как фотоны естественным образом распространяются на большие расстояния, электроны обычно ограничены одним местом.

Запутанные пары электронов

Чтобы продемонстрировать квантовую телепортацию с использованием электронов, исследователи использовали недавно разработанный метод, основанный на принципах обменной связи Гейзенберга. Отдельный электрон похож на стержневой магнит с северным полюсом и южным полюсом, который может указывать вверх или вниз. Направление полюса — например, указывает ли северный полюс вверх или вниз — известно как магнитный момент электрона или состояние квантового спина. Если определенные виды частиц обладают одинаковым магнитным моментом, они не могут находиться в одном и том же месте в одно и то же время. То есть два электрона в одном и том же квантовом состоянии не могут располагаться друг над другом. Если бы они это сделали, их состояния поменялись бы местами во времени.

Исследователи использовали эту технику для распределения запутанных пар электронов и телепортации их спиновых состояний.

«Мы предоставляем доказательства «обмена запутанностью», при котором мы создаем запутанность между двумя электронами, даже если частицы никогда не взаимодействуют, и «телепортацию квантовых ворот», потенциально полезную технику для квантовых вычислений с использованием телепортации», — говорит Николь. «Наша работа показывает, что это можно сделать даже без фотонов».

Результаты открывают путь для будущих исследований квантовой телепортации с участием спиновых состояний всей материи, а не только фотонов, и предоставляют дополнительные доказательства удивительно полезных возможностей отдельных электронов в кубитовых полупроводниках.

Дополнительная информация:
Хайфэн Цяо и др., Условная телепортация спиновых состояний квантовых точек, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-16745-0

Предоставлено
Университет Рочестера

Цитата :
Возможна ли телепортация? Да, в квантовом мире (2020, 19 июня)
получено 11 января 2023 г.
с https://phys.org/news/2020-06-teleportation-quantum-world.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Возможна ли телепортация? | BBC Sky at Night Magazine

Все мы знаем о концепции человеческой телепортации, согласно которой человек может быть мгновенно перенесен в отдаленное место посредством соединения отдельных телепортационных машин.

Это классический голливудский троп, встречающийся в различных научно-фантастических и космических фильмах и, возможно, наиболее заметно изображенный в Star Trek .

Еще от Маркуса Чауна:

Что такое гравитация?
Умопомрачительные факты о Вселенной
Что произойдет, если вы упадете в черную дыру?

Возможна ли когда-нибудь телепортация, как в «Звездном пути»? Кредит: Фотоархив CBS / Getty Images

И это, безусловно, стимулирует воображение. Представьте себе мир, в котором путешествие из Великобритании в Сиднейский оперный театр длилось мгновение ока.

Или представьте себе время, когда геологи-люди могли быстро слетать на Марс, чтобы взять образец горной породы и вернуться в свою лабораторию, чтобы изучить его за считанные минуты.

Человеческая телепортация — удивительная перспектива, но будет ли телепортация, показанная в Star Trek , реальной возможностью?

Всегда рискованно говорить «нет, никогда». Но надо сказать, что телепортация крайне маловероятна.

Транспортер Star Trek должен делать три вещи: во-первых, определять положение и тип каждого атома в теле человека; затем передать эту информацию — предположительно со скоростью света — в удаленное место; и, наконец, использовать информацию, чтобы собрать из атомов точную копию человека.

Человеческая телепортация может позволить людям с легкостью перемещаться на борту космического корабля по всей Солнечной системе. Кредит: piranka/Getty Images

До недавнего времени казалось, что задача не справится с первым же препятствием, потому что, согласно квантовой теории, невозможно знать все об атоме со 100% уверенностью.

Однако физики открыли трюк под названием «квантовая телепортация», который изобретательно позволяет им создавать точную копию квантовой частицы в удаленном месте.

На самом деле, теперь они могут выполнять этот подвиг в нескольких местах. Это называется «квантовым телеклонированием»,

Однако ахиллесова пята транспортера Star Trek не определяет положение каждого атома в теле человека и не собирает точную копию (хотя и то, и другое было бы очень сложно) .

Благодаря телепортации полеты на Международную космическую станцию на ракетах типа «Союз» останутся в прошлом. Кредит: ЕСА-С. Corvaja 2003

Передача объема информации, необходимой для описания человека, представляет собой основное препятствие.

Для передачи облика человека требуется в миллиарды раз больше информации, чем для реконструкции телевизионного изображения.