Помните, как в «Звездном пути» можно было телепортироваться простой командой «Поднимай меня, Скотти»? Очень может быть, что эта фантастика станет реальностью.
Трое учёных, Ален Аспект, Джон Ф. Клаузер и Антон Цайлингер, изучают мир квантовой механики и, в частности, квантовую запутанность, которая может стать дверью в научно-фантастический мир телепортации.
Конечно, сейчас до этого ещё слишком далеко и звучит оно, как детская мечта. Разве вы не фантазировали о том, чтобы мгновенно без каких-либо усилий переместиться в любое место? Однако эта мечта теоретически возможна, и даже реализуема практически на субатомном уровне.
Как работает квантовая телепортация
Квантовая телепортация требует, чтобы две отдельные, но удаленные запутанные частицы мгновенно изменили состояние третьей частицы, телепортировав её состояние к состоянию двух запутанных частиц.
В 2019 году было обнаружено, что такая квантовая телепортация возможна: фотоны могут передавать информацию между компьютерными чипами, даже если фотоны на самом деле не связаны друг с другом в пространстве. Год спустя ученые из Университета Рочестера и Университета Пердью обнаружили, что тот же принцип возможен между электронами.
Этот принцип использовался в теории физики на протяжении десятилетий: Альберт Эйнштейн однажды назвал лежащую в его основе концепцию, квантовую запутанность, «жутким действием на расстоянии». Квантовая запутанность описывает, как свойства одной частицы влияют на свойства другой, независимо от того, где каждая частица находится.
Десятилетия знаний
Эйнштейн назвал это «призрачным действием», потому что для нас это странно и непривычно. Мы привыкли к тому, что изменение в одном месте сразу же влияет на вещи поблизости, но мысль о том, что оно может иметь более широкое влияние, необычна. Это наблюдение взял на вооружение и значительно усовершенствовал физик из Северной Ирландии по имени Джон Стюарт Белл.
Белл продемонстрировал, как ученые могут найти скрытые переменные, которые, как считается, заставляют работать квантовую запутанность. Их можно попытаться идентифицировать путем тщательного измерения нескольких групп запутанных частиц и того, как они реагируют.
Эксперименты, разработанные Беллом, не были идеальными, но другие, кто пошел по его стопам, стремились сделать их надежными, чтобы без тени сомнения доказать, что квантовая запутанность и, следовательно, телепортация возможны.
Состояние телепортации сегодня
В последние годы мы наблюдаем значительные новые разработки в области квантовой телепортации. Возможно, самый громкий пример — это то, как спутник Micius, китайский космический корабль, был спроектирован для демонстрации концепции квантовых экспериментов. В 2017 году ему удалось осуществить квантовую телепортацию на расстояние более 1400 км, продемонстрировав, что это действительно возможно.
Космическую телепортацию соответственно легче осуществить, чем то же самое на Земле: здесь нам только недавно удалось создать наземную квантовую запутанность, побив рекорд в июле 2022 года благодаря исследователям из Мюнхенского университета. Расстояние, на которое им удалось что-то телепортировать, пока ещё мизерное, всего 33км. Телепортацию осуществили с помощью оптоволоконного кабеля.
По общему признанию, мы все еще далеки от мечты о «Звездном пути», но мы выходим из мира теории в практику. Телепортация уже происходит, так что будущее кажется всё более реальным.