Книга: Чердак. Только физика, только хардкор!

8.4. Вся правда о телепортации

8.4. Вся правда о телепортации

Только представьте – конец рабочего или учебного дня. Вы очень устали, вы допиваете остывший кофе, силы на исходе, мысли только о том, как быстрее добраться до кровати. И тут – бац! Вы телепортируетесь к себе домой, остается только пижаму надеть. Все, никаких автобусов, метро, пробок. Интересно, такой сценарий так и останется в наших мечтах или все-таки есть надежда на реализацию мгновенного перемещения?

Оказывается, если глубоко копнуть, то телепортация все-таки вполне реальна. Согласно современным представлениям, существует минимально возможная длина в природе. Это планковская длина. Она равняется 1,6·10³⁵ метра. То есть можно считать, что все пространство разделено на ячейки, как бы пиксели, размеры которых соответствуют планковской длине. И если объект движется, он как бы мгновенно перескакивает из одной ячейки в другую. Чем не телепортация? Это словно движение картинки на мониторе. Точки перескакивают из пикселя в пиксель мгновенно, при этом, если пиксели очень маленькие, создается иллюзия плавного движения. Так же и в жизни, только размеры пикселей намного меньше. Теоретически получается, мы постоянно телепортируемся, правда, не очень далеко.

Но это не совсем то, чего мы хотели. А именно – мгновенно перемещаться на большие расстояния. Пока практических способов реализации этого желания не найдено. Но есть гипотетические.

Общая теория относительности предполагает, что пространство-время может иметь определенную кривизну. При этом, возможно, оно может искривляться настолько, что создаются определенные туннели между двумя удаленными точками пространства-времени, так называемые кротовые норы. Пролетев через такую нору, мы за мгновение ока перенесемся в другую точку вселенной.

Проблема в том, что таких объектов не обнаружено. И в горловине этой норы предполагается наличие экзотической материи, которая обладает свойством антигравитации – массивные тела там не притягиваются, а отталкиваются.

Хотя знаете, можно очень сильно схитрить: разогнать вас до околосветовой скорости (0,999999999999999999998 с). Вы будете лететь почти со скоростью света, например, 1000 лет и преодолеете 9,46 эксаметров!!! (это 9,46 ? 10¹⁵ км, 9,46 миллионов миллиардов километров). Но фишка в том, что относительно всего остального время у вас очень сильно замедлится и вы будете считать, что прошло всего 2 секунды! Ну чем вам не телепортация? Вы даже нос почесать не успеете. Правда, все ваши друзья и родственники уже вряд ли доживут до встречи с вами, но уж вот такая участь суперпутешественников.

Но все-таки это все не то. Действительно, людям пока не удалось найти способа, как мгновенно перемещать вещество, и пока никаких надежд нет. Но уже хорошо исследована квантовая телепортация, в которой передаются – не физические объекты, ни в коем случае, а состояние квантового объекта.

Представьте, что у нас есть фотон. Он обладает спином, то есть, образно говоря, вращается. И при движении он может вращаться либо по часовой стрелке, либо против. Но мы точно не можем знать, в каком состоянии он находится. Речь о том, что при измерении у нас есть какая-то вероятность обнаружить его в одном состоянии и какая-то вероятность обнаружить в другом. То есть до измерения он находится в нескольких состояниях одновременно, как кот Шредингера. Мы можем закодировать в состояния фотона какую-либо информацию и передавать ее на расстояние.

Но принципы квантовой механики не позволяют произвести измерение, поглядеть на фотон и передать информацию о том, как он выглядит. Грубо говоря, чтобы полностью передать такое неопределенное, двойственное состояние, и нужна квантовая телепортация.

Представим, что мы передаем состояние фотона из Москвы во Владивосток. Где-то между ними мы испускаем пару так называемых запутанных фотонов. У них у каждого по-прежнему такое неопределенное состояние, но если мы проведем измерение над одним из них и нам выпадет какое-то состояние, то мгновенно станет известно, какое состояние у другого фотона. То есть если один крутится по часовой стрелке, то другой – против часовой, и наоборот. Как будто между ними есть какой-то канал связи, по которому информация передается мгновенно на огромные расстояния и происходит что-то типа: «Эй напарник, меня рассекретили! Раскрывайся тоже, только в противоположном состоянии!»

Так вот. Когда один из фотонов прилетает в Москву, он как бы взаимодействует с фотоном, который у нас был. В этот момент мы проводим измерение, и при этом неопределенное состояние обоих фотонов разрушается. Зато во Владивостоке просто молниеносно фотон приобретает такое же состояние, что и московский. Остается только обычными средствами связи со скоростью света передать информацию, полученную при измерении, провести определенные манипуляции – и вуаля! Мы словно скопировали фотон, который был в Москве. Ну а точнее, его неопределенное, двойственное состояние.

Как видите, квантовая телепортация проходит в два этапа: первый мгновенный, второй все-таки со скоростью света. Человека так передать пока не удастся, только состояния микрочастиц. Ну и что касается применения, то это очень удобно использовать для защищенных каналов связи. Ведь как только на линии начинается прослушка, запутанное состояние разрушается и сразу можно понять, что за каналом следят. Так же такие структуры удобно использовать для создания квантового компьютера, ведь в одной ячейке памяти может храниться сразу несколько состояний, несколько значений. Будем надеяться, что работающий квантовый компьютер уже не за горами.

Что нас ожидает в будущем? Насчет телепортации реальных предметов ничего невозможно сказать, пока это противоречит основным физическим теориям. Но все может поменяться.