Teleportacja. Czy będzie możliwa w XXI wieku? - Paranormalium




Strona główna · Informacje · Kontakt z Redakcją

Kliknij tutaj, aby przejrzeć całą zawartość Paranormalium Offline





ARTYKUŁY

11 WRZEŚNIA
ASTROLOGIA
CUDA
DEMONOLOGIA
DUCHY
EZOTERYKA
KLĄTWY
KRYPTOBOTANIKA
KRYPTOZOOLOGIA
LEGENDARNE STWORZENIA
MAGIA
MITOLOGIA
NIEWYJAŚNIONE
NIEZWYKŁE MIEJSCA
NIEZWYKŁE ZDOLNOŚCI
NOWA BIOLOGIA
PRZEDMIOTY KULTU
RAELIANIE
REIKI
RELIGIA
ROK 2012
SEKTY
SNY, LD, OOBE
STREFA MROKU
TAJEMNICE KOSMOSU
TAJEMNICZE WIZERUNKI
TEORIE SPISKOWE
UFO
USO
WAMPIRYZM
ZAGADKOWE OBIEKTY
ZAGADKOWE ZNIKNIĘCIA
ŻYCIE PO ŚMIERCI

CIEKAWOSTKI

UNPLUGGED!(mat. źródłowe)
CIEKAWE ARTYKUŁY
RELACJE
 




     Paranormalium >> Artykuły >> Ciekawostki


Teleportacja. Czy będzie możliwa w XXI wieku?Dodano: 2006-06-09 00:00:00


1-12-2000. Czy w XXI wieku będzie można dokonać teleportacji człowieka, czyli przesłać jego

wierną kopię na odległość? Żeby to zrobić, trzeba by najpierw poznać stany kwantowe

wszystkich cząsteczek, atomów i elektronów, które składają się na nasz organizm. A potem

jakoś je odtworzyć w innym miejscu. Rzecz, wydawałoby się, niemożliwa. A może

jednak?

W końcu XX wieku fizycy potrafili już manipulować pojedynczymi atomami, układać z nich różne

wzory i struktury. Dowodem słynny, ułożony z atomów, napis IBM. W 1997 roku po raz pierwszy

udało się już dokonać prostej teleportacji - stanu polaryzacji fotonu. Udały się też

eksperymenty z teleportacją stanów kwantowych atomów. Przyda się to w XXI wieku do

szyfrowania i przesyłania sekretnych wiadomości, czyli do kryptografii kwantowej (złamanie

takich szyfrów będzie niemożliwe).

Innym zastosowaniem będzie komputer kwantowy, czyli maszyna cyfrowa oparta na prawach

mechaniki kwantowej. Rolę podzespołów będą pełnić pojedyncze atomy i cząsteczki, które będą

współpracowały ze sobą właśnie za pomocą teleportacji. Takie komputery w mig poradzą sobie z

najbardziej dziś skomplikowanymi problemami obliczeniowymi.



Upiorne splątanie

W 1935 roku Einstein wraz z Borysem Podolskim i Nathanem Rosenem opublikował w "Physical

Review" słynny polemiczny artykuł, w którym przeanalizował hipotetyczną sytuację - możliwą z

punktu widzenia teorii kwantów, natomiast zupełnie nie do przyjęcia dla fizyki klasycznej

oraz zdrowego rozsądku.

Najprościej ukazać ją na przykładzie pary cząstek, np. fotonów, połączonych niepojętą

kwantową więzią, którą fizycy nazywają stanem splątanym.

Zgodnie z mechaniką kwantową, dokonując dowolnego pomiaru, np. kierunku polaryzacji fotonu,

nie możemy być pewni wyniku. Wiemy tylko, jaka jest szansa na otrzymanie takiej czy innej

polaryzacji. Inaczej jest w przypadku fotonów splątanych. Kiedy uda nam się zmierzyć

polaryzację jednego z nich, to dla drugiego fotonu z pary wynik pomiaru staje się... pewny.

Znamy jego polaryzację bez użycia żadnych przyrządów, choć jeszcze przed chwilą "na dwoje

babka wróżyła" - pomiar mógł dać taką lub inną wartość. Ten drugi foton w jakiś niepojęty

sposób "wie", że sprawdziliśmy jego towarzysza. I nie ma znaczenia, jak bardzo oddalony jest

od niego w momencie pomiaru. Jeden może być na Ziemi, a drugi np. na Księżycu, Marsie czy

też jeszcze dalej. Niepojęta więź łącząca oba fotony działa przy tym natychmiast, bez

żadnego opóźnienia, na dowolną odległość, i do tego bez żadnego materialnego pośrednika w

postaci cząstek, fal lub pól. Einstein nazwał to zjawisko upiornym oddziaływaniem na

odległość.

W latach 80. francuski fizyk Alain Aspect przeprowadził eksperymenty, w których dowiódł, że

taka dziwna więź rzeczywiście istnieje. A niedawno przestało to być tylko ciekawostką. Dla

splątanych fotonów wymyślono już wiele zastosowań - m.in. w teleportacji, kwantowej

komunikacji i kwantowych komputerach.


Teleportacja w teorii...

W powieściach science fiction teleportacja jest zjawiskiem powszechnym. Człowiek wchodzi do

specjalnej budki, wciska guzik... i momentalnie przenosi się na drugi koniec galaktyki. W

przyszłości pewnie będzie to możliwe. Ale na razie fizycy, mówiąc o teleportacji, mają na

myśli znacznie mniejsze od człowieka obiekty - pojedyncze cząstki. Chodzi im o przeniesienie

na odległość wiernej kopii cząstki i odtworzenie jej w innym miejscu. A to wcale nie takie

proste, bo zgodnie z mechaniką kwantową nie możemy poznać pełnego stanu kwantowego cząstki

(zakazuje tego zasada nieoznaczoności). Zaś każda ingerencja (w tym pomiar) nieodwracalnie

zmienia badaną cząstkę. Jak więc to zrobić?

Po raz pierwszy udało się to Amerykaninowi Charlesowi Bennettowi z ośrodka badawczego IBM w

Yorktown Heights w USA na początku lat 90. Stworzył on postać Alicji, która chce wiernie

przekazać foton natychmiast, na dużą odległość Bobowi. Bennett dał Alicji taką radę:

Weź parę splecionych fotonów. Niech jeden z nich zostanie u ciebie, a drugi trafi do Boba.

To konieczna para pośredników w takiej teleportacji. Wystarczy teraz, żeby foton, który

chcemy teleportować, został spleciony z fotonem Alicji. I w tym momencie natychmiast

wszystkie cechy tego fotonu przeniosą się do fotonu Boba - za pośrednictwem łańcuszka

dziwnej kwantowej więzi łączącej te trzy fotony. Kiedy tylko Alicja dokona splecenia swoich

dwóch fotonów - foton Boba stanie się wierną kopią każdego z nich.

...i w praktyce


Pierwszej teleportacji fotonu udało się dokonać zespołowi fizyków z Uniwersytetu w Wiedniu

pod wodzą Antona Zeilingera w drugiej połowie 1997 roku. Potem powtórzyło eksperyment wiele

innych zespołów. Ale odległości, na jakie udawało się przenosić fotony, nie były imponujące

- zaledwie milimetry czy centymetry.

Podstawową trudnością jest w tym wypadku przesłanie splecionych fotonów na duże odległości.

W światłowodzie następują zawsze straty. Co gorsza, po drodze osłabia się lub nawet

całkowicie gubi splątanie, które łączy oddalające się od siebie fotony. Dysponując zaś słabo

splątanymi cząstkami, nie jesteśmy w stanie przeprowadzić teleportacji lub przekazać tajnej

informacji. Do dziś największe odległości przesyłania splecionych par to ledwie kilka

kilometrów.

Dlatego fizycy wciąż wymyślają nowe sposoby na przesyłanie splątanych par na większe

odległości. W jednym z ostatnich numerów "Nature" zespół Zeilingera pokazał po raz pierwszy

prostą i praktyczną metodę, co więcej - do zastosowania od zaraz.

Posłużył się zwierciadełkiem, które w połowie fotony światła przepuszcza, a w połowie

odbija. To znany od więcej niż stulecia element niezliczonych urządzeń optycznych. W

żargonie optyków zwany jest on beam spliterem, czyli rozdzielaczem promienia, w skrócie

BS.

Zeilinger wymyślił, jak za pomocą beam splitera oddzielać ziarna od plew, czyli oceniać,

które z fotonów są najsilniej splątane (fizycy zwą to oczyszczaniem lub destylacją fotonów).

Wystarczy wytworzyć dostatecznie dużo splecionych par fotonów, rozesłać je do odbiorcy

wiadomości, a on sam wybierze z rogu obfitości te najlepsze, które nawet po rozstaniu się na

dużą odległość nie straciły swej magicznej więzi.



Kwantowa komunikacja - odporna na podsłuch

Tutaj też kluczem są pary splecionych fotonów. Nasi bohaterowie - Alicja i Bob - wymieniają

między sobą fotony z par splecionych i mierzą kierunki ich polaryzacji. Otrzymane wartości

mogą im potem służyć jako klucz do szyfrowania. Alicja i Bob są przy tym w stanie upewnić

się, czy ktoś ich nie podsłuchiwał. Wystarczy, że poświęcą wyniki kilku pomiarów i porównają

je ze sobą całkiem jawnie, np. telefonując do siebie.

Wyniki powinny być całkowicie zgodne, bo fotony były przecież ze sobą splecione. Szpieg,

który w dowolny sposób mierzyłby polaryzację przesyłanych fotonów, musiałby zniszczyć tę

idealną zgodność. Każda różnica staje się więc podejrzana - bo albo wprowadził ją szpieg,

albo jest skutkiem zakłócenia w kanale przesyłania informacji (np. w światłowodzie). Oparte

na podobnym schemacie protokoły przesyłania danych mogą w przyszłości zrewolucjonizować

telekomunikację, znacznie poprawiając stopień bezpieczeństwa i poufności przesyłanych przez

nas informacji, np. numerów kont osobistych czy kart kredytowych.

Od przesyłania w przestrzeni stanów kwantowych pojedynczych cząstek do teleportacji stanu

kwantowego całego człowieka droga daleka. Ale prawa natury nie zabraniają konstrukcji

urządzenia, które byłoby to w stanie zrobić.

(fot. Kadr z filmu „Fly”)

Mariusz Fryckowski







Copyright 2004 - 2008 © by Paranormalium