Телепортация – не фантастика, а реальность. Когда можно будет телепортировать человека?

Для героев фантастических фильмов телепортация – дело обычное. Одно нажатие кнопки – и они растворяются в воздухе, чтоб через пару секунд очутится за сотни и тысячи километров: в другой стране или даже на другой планете.

Возможно ли такое перемещение на самом деле, или телепортация навсегда останется мечтой писателей и сценаристов? Ведутся ли какие-то исследования в этой области – и приблизились ли мы хоть чуть-чуть к реализации технологии, столь привычной для героев фантастических боевиков?

Краткое ответ на этот вопрос – да, эксперименты ведутся, причем очень активно. Более того, ученые регулярно публикуют в научных журналах статьи о  успешных опытах  квантовой телепортации – на всё большие и большие расстояния.

И хотя многие известные физики сомневаются, что нам когда-либо удастся телепортировать людей, некоторые эксперты настроены куда более оптимистично и уверяют, что телепорты станут реальностью уже через несколько десятилетий.

Этот материал подготовлен в качестве ответа на один из  вопросов в научных достижениях , присланных нашими читателями.

“Ложь, слухи и небылицы”

Для начала давайте уточним, в чем именно идет речь. Под телепортацией мы понимаем мгновенное перемещение объектов на любое расстояние, в идеале – быстрее скорости света.

Само слово придумал в 1931 году американский публицист Чарльз Форт, увлекавшийся исследованием паранормальных явлений. По аналогии с “телевидением”, произошедших от греческого τῆλε ( “далеко”) и латинского video ( “видеть”), в своей книге “Вулканы небес” он изобрел термин для описания необъяснимых перемещений объектов в пространстве (Латинское porto значит “переносит”) .

“В этой книге я преимущественно рассматриваю свидетельства того, что существует некая сила переноса, которую я называю телепортацией. Меня обвинят в том, что я собрал воедино откровенную ложь, слухи, небылицы, мистификации и суеверия. В некотором смысле я и сам так думаю. А в некотором смысле недостает. Я лишь предоставляю данные “, – пишет Форт.

В подобных перемещениях действительно существует множество мифов – например, расхожая легенда о  Филадельфийском эксперименте  1943 года, в ходе которого Якобы был телепортирован на 320 км американский эсминец “Элдридж”.

Эсминец "Элдридж"Правообладателя иллюстрации NARA
Image caption Тот самый эсминец, Якобы переместившийся в пространстве

Однако на поверку все подобные истории оказываются не болей чем домысламы конспирологов, по мнение которых власти скрывают от широкой общественности любые свидетельства в случаях телепортации как военную тайну.

На самом деле всё наоборот: любые достижения в этой области широко обсуждаются в научном сообществе. Например, буквально неделю назад американские ученые  рассказали  о новом успешном опыте квантовой телепортации.

Давайте же перейдем от городских легенд и фантастической литературы к строгой науке.

“Из пункта А в пункт В …”

История реальной, а не вымышленной телепортации началась в 1993 году, когда американский физик Чарльз Беннетт математически – при помощи формул – доказал теоретическую возможность мгновенных квантовых перемещений.

Конечно, это были сугубо теоретические выкладки: абстрактные уравнения, а не имеющие никакого практического применения. Однако точно так же – математическим путем – уже были открыты, например, черные дыры, гравитационные волны и другие явления, подтвердить существование которых экспериментально удалось гораздо позже.

Так что расчеты Беннетта стали настоящей сенсацией. Ученые начали активно вести исследования в этом направлении – и первый успешный опыт квантовой телепортации  удалось провести  уже через несколько лет.

Здесь нужно подчеркнуть, что речь идет именно о квантовой телепортации, а это не совсем то же самое, что мы привыкли видеть в фантастических фильмах. Из одного места в другое передается  не один материальный объект  (например, фотон или атом – ведь все состоит из атомов), а  информация о его квантов состоянии . Однако в теории этого достаточно, чтоб “восстановить” исходный объект в новом месте, получив его точную копию. Более того, такие опыты уже тоже успешно проводятся в лабораториях – но об этом чуть ниже.

В привычного нам мире эту технологию проще всего сравнить с ксероксом или по факсу: вы посылаю не один документ, а информацию о нём в электронном виде – но в результате в получателя оказывается его точная копия. С той существенной разнице, что в случае с телепортацией сам отсылаемый материальный объект разрушается, то есть исчезает – и остается лишь копия.

Давайте попробуем разобраться, как это происходит.

Играет ли Бог в кости?

Слышали про кота Шрёдингера – того, что сидит в коробке ни жил ни мёртвого? Эту оригинальную метафору австрийский физик Эрвин Шрёдингер придумал для описания загадочного свойства элементарных частиц – суперпозиции. Дело в том, что Квантовые частицы могут одновременно находиться сразу в нескольких состояниях, Которые в привычно нам мире полностью исключают друг друга. Например, электрон НЕ вращается вокруг ядра атома, как мы привыкли думать, а находится одновременно во всех точках орбиты (с разной вероятностью).

Пока мы НЕ открыли кошачьи коробку, то есть НЕ измерилы характеристики частицы (в нашем примере – не определили точное местоположение электрона), сидящий там кот не просто жил или мёртвого – он и жил, и мёртвого одновременно. Но когда коробка открыта, то есть измерение сделано, частица оказывается в одном из возможных состояний – и больше оно не меняется. Наш кот либо жил, либо мертв.

Если  в этом месте вы  окончательно перестали что-либо понимать – не переживайте, этого не понимает никто. Природу квантовой механики уже много десятилетий не могут объяснить  самые гениальные  физики мира.

Для телепортации используется явление квантовой запутанносты. Это когда две элементарные частицы имеют одно происхождение и находятся во взаимозависимом состоянии – проще говоря, между ними существует некая необъяснимая связь. По счёт этого Запутанный частицы могут “общаться” между собой, даже находясь на огромном расстоянии друг от друга. И, узнав состояние одной частицы, вы можете с абсолютной уверенностью предсказать состояние другой.

Нильс Бор и Альберт Эйнштейн
В необъяснимом ФЕНОМЕНЕ запутанных частиц Альберт Эйнштейн много лет спорил с одним из отцов-основателей квантовой теории Нильсом Бором (слева). В ходе одного из таких споров Эйнштейн произнеся свою знаменитую фразу “Бог не играет в кости”, на что получил от Бора ответ: “Альберт, указывая Богу, что ему делать!”

Представьте, что у вас есть две игральные кости, Которые  в сумме всегда дают семь . Вы потрясли их в стакане и одну кость бросили за спину, а другую – перед собой и накрыли ладонью. Подняв руку, вы увидели, что выбросил, скажем, шестерку – и теперь можете с уверенностью утверждать, что вторая кость, у вас за спиной, выпала единицей кверху. Ведь сумма двух чисел должна быть равна семи.

Звучит невероятно, правда? С привычными нам игральнымы костями такой номер не пройдет, а вот Запутанный частицы ведут себя именно так – и только так, хотя природа этого явления пока тоже НЕ поддается объяснению.

“Это самый невероятный феномен квантовой механики, его невозможно даже осмыслить, – разводит руками профессор MIT Уолтер Левин, один из самых авторитетных физиков мира. – Ь не спрашивайте меня, почему так происходит и как это работает, потому что такой вопрос – это удар ниже пояса! Всё, что мы можем сказать – судя по всему, именно так устроен наш мир “.

Однако это вовсе НЕ значит, что этот загадочный феномен нельзя использовать на практике – ведь он раз за разом подтверждается как формулам, так и экспериментами.

Символ квантовой запутанносты
Символ квантовой запутанносты

Практическая телепортация

Практические опыты по телепортации начались около 10 лет назад на Канарских островах под руководством австрийского физика, профессора Венский университета Антона Цайлингера.

В лаборатории на острове Пальма ученые создают пару запутанных фотонов (А и В), а потом один из них при помощи лазерного луча отправляют в другую лабораторию, расположенную на соседнем острове Тенерифе, в 144 км. При этом обе частицы находятся в состоянии суперпозиции – то есть мы еще не «открыли кошачьи коробку”.

Потом к делу подключают третий фотон (С) – тот, что нужно телепортировать – и заставляют его вступит во взаимодействие с одной из запутанных частиц. Затем физики измеряют параметры этого взаимодействия (А + С) и передают полученное значение в лабораторию на Тенерифе, где находится второй Запутанный фотон (В).

Необъяснимая связь между А и В позволят перетворити В в точную копию частицы С (А + С-В) – как будто она мгновенно переместилась с одного острова на другой, а не пересекая океан. То есть телепортировалась.

Антон Цайлингер
Image caption Антон Цайлингер руководит работами по практической телепортации

“Мы как бы Извлекая ту информацию, которую несет оригинал – и создаем новый оригинал в другом месте”, – объясняет Цайлингер, який телепортировал таким образом уже тысячи и тысячи элементарных частиц.

Значит ли это, что в будущем ученые смогут таким образом телепортировать любые предметы и даже людей – ведь мы тоже Состою из таких частиц?

В теории это очень даже возможно. Нужно лишь создать достаточное количество запутанных пар и разнесты их в разные места, поместив в “телепортационные кабины” – скажем, в Лондоне и в Москве. Вы заходите в третью кабину, работающую как сканер: компьютер анализирует квантовой состояние ваших частиц, Сравнивая их с запутанным, и посылает эту информацию в другой город. А там происходит обратный процесс – и из запутанных частиц воссоздается ваша точная копия.

“Фундаментальные вопросы решены”

На практике всё несколько сложнее. Дело в том, что в нашем теле примерно 7 октиллионов атомов (после семерки идет 27 нулей, то есть это семь миллиардов миллиардов миллиардов) – это больше, чем звезд в обозримой части Вселенной.

А ведь проанализировать и описать нужно Не только каждую отдельную частицу, но и все связи между ними – ведь в новом месте их необходимо собрать в идеально правильном порядке.

Собрать и передать такое количество информации практически невозможно – во всяком случае, на современном уровне развития технологий. И когда появятся компьютеры, способные Обрабатывать такие объемы данных, неизвестно. Сейчас, во всяком случае, работа ведется над увеличением расстояния между лабораториями, а не количества телепортируемых частиц.

Именно поэтому многие ученые считают, что мечта о телепортации человека вряд ли осуществима. Хотя, например, профессор Нью-Йоркского Сити-колледжа и известный популяризатор науки Митио Каку убеждений, что телепортация станет реальностью уже до конца XXI века – а может, и через 50 лет. НЕ называя конкретных сроков, с ним в целом согласны и некоторые другие специалисты.

“Это вопрос улучшения технологии, улучшения качества. Но я бы сказал, что фундаментальные вопросы решены – и дальше нет предела совершенству”, –  уверен профессор Института Нильса Бора в Копенгагенском университете Юджин Ползик.

Силуэт человека в телепорте

Однако здесь попутно возникает масса других вопросов. Например, будет ли полученная в результате такой телепортации “копия меня” – настоящим мной? Будет ли она так же думать, обладать темы же воспоминаниями? Ведь, как уже упоминалось раньше, оригинал отсылаемого предмета в результате квантового анализа разрушается.

“Для квантовой телепортации разрушение телепортируемого предмета в процессе – совершенно необходимо и неизбежно, – подтверждает Эдвард Фархи, який с 2004 по 2016 гг. Возглавлявшего Центр теоретической физики MIT, а сейчас работает в Google. – Я думаю, вы просто превратившегося бы в кучу нейтронов , протонов и электронов. выглядела бы вы НЕ лучшим образом “.

С другой стороны, с сугубо материалистичной точки зрения, нас определяют не самый частицы, из которых мы Состою, а их состояние – а эта информация, утверждают ученые, передается исключительно точно.

Хотелось бы верить, что это так. И что мечта человечества о телепортации НЕ обернется реальностью известного  фильма ужасов , где главный герой не заметил, как в его телепортационную кабину случайно залетела муха …

Share