Å være her og et øyeblikk senere finne deg selv på den andre siden av verdenuten fly og uten kofferter. De teleportering det er en av de mest fascinerende drømmene, men det er det virkelig bare science fiction? Svaret er mer overraskende enn du tror: teleportering av materie opphold umuligmen det av informasjon det er allerede virkelighet.
Vi gikk inn i laboratoriet til Quantum Internet Research Group fra Federico II University of Napoli, en av de mest innovative forskningsgruppene i verden på denne fronten for å fortelle deg om det.
Fordi teleportering av materie ikke er vitenskapelig mulig
Loppen i hodet på teleporteren satte den der Star Trek. For 60 år siden oppfant den serien teleporteren: en maskin som tok en person, den dematerialisert og gjenoppbygde den på den andre siden, atom for atom. Men kommer vi noen gang dit?
For å teleportere en person må du ha en fullstendig beskrivelse av den fysiske tilstanden til alle partikler i kroppenen slags superpresist fotografering. Problemet er at vi ikke kan vite posisjonen og hastigheten til en partikkel samtidig: jo mer vi prøver å vite en størrelse, jo mer mister vi informasjon om den andre: det er Heisenbergs usikkerhetsprinsipp.
Pluss, den enkle handlingen å «lese» denne informasjonen endrer den, fordi vi burde samhandle med partiklerforstyrre dem. Det er ikke en teknologisk grense, det er en grunnleggende grense.
Selv om vi skulle lykkes, kunne ikke informasjon reise raskere enn lyset: ingen øyeblikkelig teleportering. Hva om vi sendte informasjonen for å bygge en perfekt kopi på den andre siden? Originalen ville fortsatt være her. Vi ville ikke ha teleportert, vi ville ha duplisert oss selv. Ikke-kloningsteoremet forbyr perfekt kopiering av tilstanden til et kvantesystem. Kort sagt, teleportering av materie er ikke vitenskapelig mulig.
Hva er sammenfiltring, bindingen som tillater teleportering av informasjon
Den samme fysikken som lukker denne døren, åpner imidlertid en annen. Hvis vi ikke kan teleportere materie, kan vi det teleportere informasjon. Og nei, vi snakker ikke om internett: det fungerer med strøm og fysiske kabler. Her snakker vi om noe annet, som utnytter et fenomen i kvantefysikk kalt sammenfiltring.
Entanglement er en link mellom to mikroskopiske partikler. Når to partikler er «viklet inn», er tilstanden til den ene dypt relatert til tilstanden til den andre, uavhengig av avstand. EN kan bli funnet på jorden Og den andre i verdensrommet, men når du får informasjon om den ene, vil du allerede umiddelbart få informasjon om den andre.
Det er ikke noe signal mellom dem, det er en korrelasjon som eksisterer uavhengig av avstand. Det var en så merkelig ting at selv Einstein ikke kunne akseptere det: han kalte det «skummel handling på avstand», og tenkte at det var informasjon gjemt et sted som forklarte alt.
Likevel har stadig mer presise eksperimenter bevist at Einstein tar feil: sammenfiltring eksistererden er ekte, den har ingen motsvarighet i den klassiske verden, og i 2022 vant disse resultatene Nobelprisen i fysikk.
Fra Napoli-laboratoriet til kvanteinternett: hvordan det fungerer
Det gale er det sammenfiltring det er et naturfenomen, men det kan også være det skapt kunstig i laboratorium. Det gjør for eksempel Quantum Internet Research Group ved Federico II-universitetet i Napoli, en av de mest innovative forskningsgruppene i verden.
Forskere bruker i fotonerden grunnleggende lyspartikler: de tar en laser, skyter fotoner mot krystaller med spesielle fysiske egenskaper, passerer dem gjennom speil og plater, og til slutt blir noen forvandlet til sammenfiltrede par som fra da av vil dele felles egenskaper. Disse fotonene reiser langs en optisk fiberring som forbinder universitetscampusene, og etter en kilometer lang reise (mindre enn et øyeblink) forskerne de teleporterer informasjon utnytter forviklinger.
Målet er gå fra fysikk til ingeniørfag: generere sammenfiltring og distribuere den i byer å bygge Quantum Internet. Vi er midt i en revolusjon som kan være like kraftig som da internett ble opprettet. Da internett ble unnfanget, ville ingen ha forestilt seg e-poster, direktemeldingsapper eller sosiale nettverk: likevel har det forandret livene våre.
Vi vet ennå ikke potensialet til denne teknologien: Hvis vi tenker lite, kan det revolusjonere sikkerhetenfordi informasjonen ikke lenger vil reise gjennom en avskjærbar fysisk kanal. Men implikasjonene kan være mye bredere enn det vi forestiller oss i dag: Det som er sikkert er at selve begrepet kommunikasjon ville endret seg fundamentalt.
