Телепортация

Телепортация входит в число часто обсуждаемых в разговорах о науке процессов. Свойства субатомных частиц, недоступные пока обычному пониманию, могут стать основой для преодоления привычных законов физики. Что такое передача данных, «нематериальная» информация, состояние частиц, квантовые компьютеры? Ученые говорят о телепортации сложных объектов и даже людей.

Когда-то в сериале «Стар Трек» речь зашла о «квантовой телепортации», которая практически означает передачу на расстояние информации на субатомном, «нематериальном» уровне. То есть субатомный уровень — уровень квантов — позволяет передать нематериально информацию об объекте и повторить, воспроизвести его на расстоянии.

Квантовая физика открыла такое свойство мельчайших частиц, которое позволяет их определенным образом связывать. Это некая информационная связь. После этого «связывания» или «запутывания» квантовые частицы вещества (носители информации) могут приходить к общей идентичной форме, находясь на малом или большом расстоянии. На разном расстоянии информационно связанные между собой мельчайшие частицы определяют состояние друг друга и могут друг на друга реагировать.

Успех такой технологии определяется тем, что на мельчайшем уровне (возьмем, например, ДНК) мы, как и любые другие тела, — это информация, состояние частиц и клеток, уникальная структура, организация, форма и строение частиц материи. На мельчайшем, субатомном уровне повторить состояние и строение частиц — значит передать информацию. И это потенциально означает возможность воспроизвести любую по сложности систему или объект. В том числе — как сейчас прогнозируется — и разумное существо. Материю и некоторые данные уже переносят!

Как происходит сегодня телепортация информации и материи

Информации о частицах и объектах уже успешно переносится нематериальным путем на разное расстояние на субатомном уровне и воспроизводится в частицах и материи. Британцы объединили усилия с голландцами и воспроизвели участок материи на расстоянии три метра от оригинала. Да хоть на 10 сантиметров — в принципе это все равно чудо, с точки зрения наших обычных представлений о природе! Как же это произошло?

Работали эти исследователи над частицами материи, атомами, и передавали о них информацию с помощью мельчайших субатомных составляющих структуры квантовых компьютеров. Тоже настолько загадочная штука, что непонятно, компьютер это или уже нечто живое. Самая мелкая частица, годная в таких компьютерах для хранения информации — это кубит. По функциональности аналог его — бит, который выполняет роль рабочей лошадки для хранения информации (состояния) в обычном компьютере.

Ученые расположили два отдельных кубита и другие частицы на расстоянии три метра друг от друга. Один из них имел определенное состояние вращения (спин), которое и является информацией. Далее было создано состояние квантовой связанности между частицами и состояние одной из них было передано другой. Казалось бы, мелочь, но это стало подтверждением возможности гораздо более серьезных операций по воспроизведению состояния и структур объектов на расстоянии.

Как говорят сегодня некоторые научные издания, повторяя на расстоянии состояние частиц и их организационную форму, можно воспроизводить объекты на расстоянии. Формально, по законам физики — как стало известно сейчас — этому ничто не мешает. Субатомные частицы — это базовый строительный материал, несущий информацию об атомах, из которых можно сделать все — камень, растение, человека. Следующий аналогичный опыт по передаче состояния кубитов эта группа исследователей планирует произвести на расстоянии в 1300 метров. Пока что результат — полное и стопроцентное воспроизведение атома на три метра без его физического передвижения. Да, он просто воспроизвелся на расстоянии.

Телепортация человека и сложных объектов признается НЕ невозможной

Это вопрос соотношения законов физики, возможностей и запретов, которые накладывает природа. С чисто научной точки зрения, формально, исследователи сегодня говорят, что мы не можем показать возможность телепортации человека и сложных объектов, не можем еще понять, как успешно организовать такое воспроизведение, но открытые нами физические законы не исключают возможности телепортации сложных объектов и человека. Еще раз, в первую очередь, физика этого не исключает.

Уверенность ученых в том, что стоит «копать», зиждется на том, что фундаментальных запретов физика на телепортацию не устанавливает, нельзя утверждать, то такого никогда не произойдет. Работник голландского Технологического университета Дефта профессор Хансон по этому поводу заявил: «Если мы считаем, что представляем собой набор атомов, связанных друг с другом определенным образом, то в принципе телепортация нас из одного места в другое возможна». Вот на каком принципе основывается вера в квантовый перенос.

Что такое квантовые компьютеры и субатомные частицы

Частицы, работающие в квантовых компьютерах — это кубиты, которые могут нести не два состояния, как биты, показывающие «0» или «1», а три, третье из которых — промежуточное или общее. Такая «трехмерность» квантового компьютера и скорость его работы дадут возможность решать задачи, которые обычной компьютерной технике не под силу. Помнишь Apple, который обогнал IBM потому, что передавал данные между процессором и памятью не туда-обратно, а по трем точкам? И, к тому же, чем меньше частицы, использующиеся в передаче данных, тем большие возможности для такой передачи и для работы с этими частицами открываются. Да, субатомный и квантовый уровень открывает огромные возможности, если говорить еще и о телепортации данных — их нематериальном, с точки зрения атома, перемещении.

Квантовая связь, скорее всего, станет одной из основ для работы так называемых квантовых компьютеров. Для работы самых мощных из них и для работы новых технологий будущего — по крайней мере, в области передачи информации. В квантовых компьютерах и системах передача данных сможет происходить на основе связывания частиц и моментального воспроизведения информации. Частицы-носители и величины передающих информацию цепей и объектов будут меньше, передача будет быстрее. В разы возрастет мощность компьютеров, которые будут приближаться к свойствам и возможностям человеческого мозга. Квантовые компьютеры — это уже реально обсуждаемая возможность приблизиться к технологиям природы, которые она показывает в живых существах и, в частности, в человеке.

Рядом с нами существует другая физика

Загадка и необычные возможности квантовой телепортации заключаются в том, что в мире самых мельчайших частиц работают другие законы, не такие, как в нашей физике больших и неповоротливых объектов. С субатомными частицами, электронами и квантами, волновыми частицами происходят вещи, просто невозможные на более «грубых» планах. Замысел ученых состоит в том, чтобы привнести эффекты, возможные в субатомном мире, в мир крупных объектов. Попробовать манипулировать крупными объектами, их свойствами и информацией через работу с микромиром практически «нематериальных» частиц.

Все эти и многие другие возможности, делающие реальными трудно объяснимые вещи, входят в Квантовую Теорию. А она, между прочим, является на сегодня самой действенной и признанной научной моделью, которая лучше всего может логически описать наш мир и происходящие в нем процессы.

Свойства субатомного уровня очень интересны. Там царит управление путем другой логики, просто нацеленной на результат, а не на конфликтное взаимодействие объектов. Доказано, что мельчайшие частицы могут не преодолевать препятствия, а исчезать с одной стороны препятствий и появляться с другой стороны. Субатомная частица может находиться в разных местах одновременно. Может передавать информацию себе самой, находящейся в другом месте. Квантовая физика позволяет определить, каким-то образом, что это именно ТА САМАЯ частица. Что, конечно, трудновато для понимания. Но является готовой теоретической базой для разговора о телепортации: а если научиться манипулировать такими возможностями? Но, может быть, пока человечество увлеченно воюет само с собой и со скрипом пилит сук, на котором сидит, таких прорывов не произойдет…

Воронка телепортации

Сущность телепортации

Сущность телепортации, как и сущность квантовой связи, заключается в том, что на расстояние передается не материальный объект (частица, структура), а информация об объекте (частице, структуре). Так, передача фотонов и заключенной в них информации делает телепортацию совершенно безопасной при нерассеивании луча для того, чтобы передавать важные данные.

Китайские ученые (из университета Шанхая) уже передают фотоны и информацию на расстояние около ста километров, разрабатывая технологии безопасной передачи информации, а не самих частиц. Пока это удалось на высоте четырех километров, где не рассеивается луч. Но эту интересную тему можно обсудить отдельно, так как она заходит немного дальше в подробности квантовой передачи данных, передачи данных вообще и сущности информации как частиц при ее искусственной передаче.

Квантовый интернет и передача информации на орбиту. Квантовое зондирование материалов

Датские ученые в Институте Нильса Бора и, в частности, руководитель проекта профессор Ползик показали, как можно передавать информацию между атомами с помощью луча лазера. Они передали информацию атомных частиц газа Цезия из одного контейнера с газом в другой. Атомы приняли и воспроизвели информацию, дошедшую до них по лазерному лучу, от других атомов. Также были использованы некоторые другие приемы для получения результата, но главное — контейнеры с газом никак не были связаны. Между ними был только луч лазерного света. Учеными также было доказано, что информацию атомов с помощью лазерного луча и такой технологии можно передавать на большие расстояния — например, на орбиту Земли для находящихся на ней спутников.

О квантовом интернете. Теперь, после этого достижения с лазерами, ученые рассматривают пути применения и развития технологии. Основные направления: квантовый интернет и квантовое зондирование, что тоже очень интересно. В первом случае технология передачи данных по лазеру дает возможность быстрой, безопасной и стабильной передачи данных на больших расстояниях. Второй случай — квантовое зондирование — еще более интересен и позволяет брать образцы для исследований прямо, например, с орбиты, «без рук», не привозя их на Землю.

Это взятие образцов и состояний материи со спутников или через другие большие расстояния с помощью квантовой передачи информации о частицах и веществе. Их данные переносятся на Землю или в другое место, где есть возможность проводить нужные работы, исследования или эксперименты с этими материалами. Или… где нужно просто получить такой материал. Эксперимент Ползика и его коллег в Институте Нильса Бора на сегодня самый реальный для практического использования атомной и субатомной телепортации.

Какой может быть телепортация человека?

Процесс этот на устах уже с 1931-го года, когда писатель Чарльз Форт употребил этот термин в своих работах.

В нашем багаже пока что — работа с мельчайшими частицами информации и материи из «живого» мира, а также работа с кубитами квантового компьютера. С фотонами, которые удалось «запутать» между собой, чтобы они воспроизводили на расстоянии состояние друг друга.

На основании этих данных студенты-физики предположили, сколько времени нам понадобиться сейчас, чтобы таким манером переместить на орбиту Земли целого человека по мельчайшим частицам. Ранее всегда считалось, что телепортация — это моментальное перемещение объектов и человека. Студенты рассчитали телепортационные возможности, связанные с уже произошедшими открытиями и уже произведенными опытами.

И предположили, как может проходить телепортация сегодня, если принимать человека как пакет информации об объекте, о его клетках, ДНК, памяти, мозге. Расчет был сделан на основе постулата о том, что телепортация — это перенос информации об объекте на другое место и материализация объекта из пригодного материала.

Они подсчитали количество информации, определяющей человека. Это данные генетического кода, мысли и память. Все это подсчитано студентами как количество информации в 2,6 в 1042 степени битов для информации мозга и 1,2 в 1010 степени битов для наследственного кода ДНК. Плюс к этому большой объем выделяется на «защиту потери данных». В итоге понятно, что для современных средств передачи данных это слишком большой, совершенно нереальный объем даже при канале в 30 Гигагерц в секунду. Что потребует довольно много энергии при сегодняшних технологиях.

Это, конечно, примитивное проходное исследование, которое нужно только для продвижения вперед по логической лестнице, потому что само оно на сегодняшний день никак не решает проблемы. И вообще, возможно, говорит о телепортации в тех категориях, которые будут отменены. Но некоторая логическая основа прослеживается. Если у нас есть материал для создания клеток, несущих определенную информацию, и мы способны перенести саму информацию без клеток и организмов, то, при наличии материала, на основе переносимой информации создаются клетки и организмы, соответствующие коду ДНК и другим данным.

Итак, результат исследования следующий: провести телепортацию полных данных о человеке теоретически можно, но это натолкнется на слишком большие технические трудности. При огромной пропускной способности проводящей информационной «трубы» понадобиться на это 350 возрастов нашей Вселенной. Плюс дикое количество энергии. А столько ждать и столько платить, конечно, не очень интересно.

Авторы этого исследования сделали в итоге смелое заявление о том, что на сегодняшний день мы технически не можем позволить себе недорогую и быструю телепортацию. Просто технически не можем.

Где пролегает грань между «невозможно», «нереально» и «трудно», или «пока невозможно»? Каковы на самом деле силы и свойства природы, которые мы можем использовать? Прикосновение к квантовой физике показывает новое поле для изучения, новый мир, который открывается перед человеком. И если наука развивается в геометрической прогрессии, все более ускоряясь, то неизвестно, что будет происходить на Земле через 10, 30, 100 или 200 лет. Наверное, все зависит от того, что мы выберем — прогресс и движение вперед или «заморочки».

Текст: Илья Большаков

jornl

Добавить комментарий