Телепортация илимий жактан мүмкүнбү? Биз жакында дүйнөнү дээрлик бир заматта кыдыра алабызбы? Бүгүн биз бул жаатта эмне жаңылыктарды айтып берүүгө аракет кылабыз.
Телепортация дүйнө жаралгандан бери адамзаттын кыялы болгон. Адам бир заматта космосто жылып, алыскы аралыктарга чарчаган сапарларга убакыт коротпой, саякаттагысы келет. Бул тема эстрадалык маданияттын көптөгөн чыгармаларында көптөн бери бар, бирок ал дагы эле изилдөө предмети болуп саналат. Бирок, 2004-жылы, ал тургай, катталган патент "Бүткүл дененин телепортация системасы" боюнча телепортацияны изилдөөдө биринчи ийгиликтер бар, бирок алар бул технологиядан биз күткөндөй болбой турганын далилдеп турат.
Эмне үчүн телепортация темасы адамзаттын фантазиясын ушунчалык козгойт? Эгер биз дүйнөдөгү эң керектүү технологиялардын тизмесин түзө турган болсок, телепортация биринчи орунда болмок. Ойлоп көргүлө, эгерде биз дароо эле ар кайсы жерлердин ортосунда жүрсөк, канча маселени чечмекпиз. Тилекке каршы, биз көргүбүз келген формадагы телепортация, жок эле дегенде, азыр биздин колубуздан келбейт деген көптөгөн көрсөткүчтөр бар. Бирок бул телепортация таптакыр мүмкүн эмес дегенди билдирбейт. Ал жөн эле биз ойлогондон башкача көрүнөт.
Кванттык физиканын негиздерине кыскача киришпестен телепортация жөнүндө сөз кылууга болбойт. Ал эми бул, өз кезегинде, макаланы андан ары окуудан көптөгөн адамдардын көңүлүн бурушу мүмкүн. Бирок мага ишенип коюңуз, биз ал жакыр конуштарга өтө эле тереңдеп кирбейбиз, тескерисинче, үстүртөн, жөнөкөй сөз менен жана ачык мисалдар менен телепортация принцибдерин түшүндүрүүгө аракет кылабыз. Келгиле, азыр ал кантип иштей аларын түшүндүрүүгө аракет кылалы. Бирок эмне үчүн мен "эми кандай иштейт" деп так айтам? Бул мурунтан эле болуп жатабы? Ооба, айымдар жана мырзалар, биринчи олуттуу кадамдар жасалды. Бирок окумуштуулар адамды, жабдууларды же материалдарды эмес, маалыматты телепорттоого жетишти. Биз сени интрига кыла алдыкпы? Ошол эле үчүн окуңуз.
Телепортацияны изилдөөдөгү жетишкендиктер
Телепортация эмне экенин баары билет, бирок анын өнүгүшүнө бир нече кадамдар жасалганын баары эле биле бербейт. Эйнштейн бул маселе менен алектенгенден бери көп убакыт өттү. Окумуштуулар буга чейин эле бардыгы микрошкала деңгээлинен, башкача айтканда, кванттык бөлүкчөлөрдүн деңгээлинен башталарын аныкташкан. Бул кванттык бөлүкчөлөр изилдене баштаганда, алардын кызыктай кыймыл-аракети байкалган. Алардын өз ара аракеттенүү процесси макро масштабда жылаңач көз менен көрүүгө боло турган бардык нерседен таптакыр башкача болгон. Ошол экен квант бөлүкчөлөр бир эле учурда эки жерде болушу мүмкүн. Окумуштуулар муну суперпозиция принциби деп аташат. Бирок суперпозиция бөлүкчөлөр бири-бири менен аракеттенбегенде гана пайда болот, башкача айтканда, аларга эч нерсе болбойт. Алар эс алып жатканда, биз ыктымалдык толкунунун кыйрашы деп аталат. Ушунун баарын түшүнүү сиздин көбүңүзгө кыйын экенин түшүнөм. Бул абалды сүрөттөөнүн эң оңой жолу - компьютердик биттердин жардамы менен. Белгилүү болгондой, алар бинардык системада иштешет, башкача айтканда, нөл же бир болушу мүмкүн. Ал эми кубиттер (кванттык биттер) бир эле учурда “нөл” да, “бир” да болушу мүмкүн – ыктымалдык толкуну кыйраганга чейин.
Эйнштейн "алыстагы элестүү өз ара аракеттенүү" деп атаган нерсени ачканга жетишти. Изилдөө иштеринин жүрүшүндө кадимки бөлүкчөлөр кванттык деңгээлде чырмалышып калышы мүмкүн экени белгилүү болду. Детальдарга кирбестен, мындай эки бөлүкчө ар кандай касиеттерге (мисалы, импульс) ээ болгону менен жупташа алат деп айта кетейин. Эми эң кызыгы жупташкандан кийин алардын биринин касиеттери өзгөрүп, ошол эле учурда экинчи бөлүкчөнүн касиеттери өзгөрөт. Алар канчалык алыс болсо да! Ал эми телепортация бүгүнкү күндө дал ушундай иштейт. Жөнөкөй сөз менен сүрөттөөгө аракет кылсаңыз, албетте, токойго барган сайын...
Лабораторияларда илимпоздор бөлүкчөнүн абалын А чекитинен В чекитине которууга жетишти, бирок муну менен бул бөлүкчө жөнүндө конкреттүү маалымат берилбейт. Неге? Негизги маселе, изилдөөнүн азыркы абалына таянып, эки тарап тең бул алгачкы маалыматты аныктай алышпайт, башкача айтканда, илимпоздор эмне биринчи болуп, эмне кийин келгенин аныктай алышпайт. Дээрлик тоок жана жумуртка сыяктуу. Бул этапта бул түшүнүктөрдү баса белгилеп кетүү зарыл. Маалымат бөлүкчөнүн жүрүм-турумунан алда канча татаал нерсе экени белгилүү болду.
Бул телепортация технологиясын өнүктүрүүдөгү негизги чектөө болуп саналат, ал ошол эле учурда келечекте эмнеге жетиши мүмкүн экенин жана эмнеге жетишүүгө мүмкүн эмес экенин көрсөтүп турат. Жыйынтыктап көрөлү. Учурда биз кванттык деңгээлде бөлүкчөлөрдү бири-бири менен «жупташа» алабыз. Биз бөлүкчөлөрдүн абалын А чекитинен В чекитине өткөрө алабыз, бирок керектүү маалыматты өткөрбөйбүз. Бул маалыматты жарык ылдамдыгы менен өткөрө турган атайын каналды иштеп чыгууга технологиялык мүмкүнчүлүктөрүбүз жок. Жерде биз маалыматты радиоканалдар же оптикалык була аркылуу өткөрөбүз, бирок бул таптакыр башка деңгээл.
Ошондой эле окуңуз: Жөнөкөй сөз менен айтканда, кванттык компьютерлер жөнүндө
Монета трюк
Анда эмне үчүн биз технологияны өздөштүргөндөй көрүнгөнүбүздө маалыматты кеңири масштабда телепорттоого болбойт? Ооба, баары көрүнгөндөй жөнөкөй эмес. Биз кандай кванттык абалды (жана ошону менен телепортациянын натыйжасын) толук көзөмөлдөй албайбыз. Муну түшүндүрүү үчүн окумуштуулар тыйындын мисалын колдонушат.
Бизде кванттык өлчөмгө чырмалышкан эки тыйын бар. Ар бири эки абалдын бирине ээ болушу мүмкүн - алдыңкы же тескери, бири жөнөтүүчүгө, экинчиси алуучуга барат. Чаташкандан кийин, биринчиси алдыңкы бетти көрсөтсө, экинчиси да алдыңкы бетти көрсөтүшү керек. Бактыга жараша же тилекке каршы, бул кванттык физикада аздыр-көптүр иштейт. Муну билип, жөнөтүүчү биринчи тыйынды айландыра баштайт жана ошол эле учурда монета кимге жөнөтүлгөн болсо, ошого айланат. Монета айланып жатканда, жыйынтыгын эч ким билбейт. Жөнөтүүчү да, алуучу да эмес. Жөнөтүүчүнүн тыйыны токтогонго чейин ал алуучуга чындыгында кандай маалыматты жөнөтүп жатканын билбейт. Кыскасы, биз "бир нерсе" жөнөтөбүз, бирок чындыгында эмнени билбейбиз. Ал жөнөтүлгөнгө чейин маалымат суперпозицияда калат.
Бул чектөө өнүгүүнүн ушул этабында конкреттүү маалыматты жөнөтүүнү мүмкүн эмес кылат, анткени жөнөтүүчү биз ал жөнөтүүгө ниеттенген нерсени алаар-алаарыбызды аныктай албайт. Демек, эки тараптан тең маалыматты текшерген берүү каналы жок. Бул жерде бизге кванттык компьютерлер жардам бериши мүмкүн, бирок алар азыр эле пайда болуп жатат жана азырынча алар абдан примитивдүү. Биз бүгүн алар тууралуу сүйлөшөбүз.
Ошондой эле окуңуз: Эртеңки блокчейндер: жөнөкөй сөз менен айтканда, криптовалютанын келечеги
Адамдын телепортациясы мүмкүнбү?
Бул жерде биз көптөр үчүн эң маанилүү суроого келдик. Демек, бүгүнкү күндүн чындыгына таянып, адамдарды же башка организмдерди телепортациялоо жөнүндө ойлоно алабызбы? Ооба, балким, жер бетинде бул суроого так жооп бере турган бир дагы адам жок. Бирок, өнүгүү багытын карап, мен жеке оюмча, аны азырынча унутуш керек. Неге?
Белгилей кетчү нерсе, биз телепортация жөнүндө сөз кылганда, биз ар дайым бөлүкчөлөрдүн абалын өткөрүп берүү жөнүндө сүйлөшөбүз. Демек, бул бөлүкчө кандайдыр бир «аныкталган» абалда болушу керек. Ошол эле учурда адамдын мээси ар бир микросекундда өзгөрүп турат. Миллиарддаган синапстар, электрондор, импульстар - бул процессти токтотуу дээрлик мүмкүн эмес. Мээ айлана-чөйрөдөн алынган маалымат сакталган жер сыяктуу сезилиши мүмкүн. Ошондо бул маалымат менен адамды телепортациялоо мүмкүн болушу мүмкүн, бирок бул, албетте, "кыймыл" жасалгандагыдай эле мээси бар адам эмес. Анткени, мамлекеттин өзү кандайдыр бир рекорд, ал эми биздин нерв борборубузда баштапкы «мамлекет» да жок. Эгерде биз экстрасенс жөнүндө сөз кылбасак.
Албетте, бул божомолдор жана божомолдор гана, анткени азыркы учурда эч ким келечек эмнеге алып келерин ачык айта албайт. Бирок, телепортация технологияларын изилдөөнүн жана өнүктүрүүнүн азыркы багыты биз башка багытта бара турганыбызды түшүнүүгө түрткү берет.
Телепортациянын келечеги кванттык компьютерлер менен байланышканбы?
Демек, телепортациянын келечеги барбы жана ал эмне? Бул темадагы дагы бир ачылыш 2019-жылы болду. Жогоруда айтылгандай, кванттык абалдын телепортациясы теориялык жактан каалаган аралыкка чейин мүмкүн. Теориялык жактан гана, анткени ал толук изилдене элек, бирок бөлүкчөнүн 500 километрден ашык аралыкка жылышынын өзү муну далилдей алат. Биз ошондой эле маалыматтын эң татаал бирдиги эң кичинекей кубит (б.а. суперпозициядагы белгилүү "бит") экенин билебиз.
Буга карабастан, байкоо учурунда ыктымалдык толкунунун кулашынан улам, биз ушул убакка чейин 0 же 1 абалына телепорттоого жетиштик, башка эч нерсе жок. Бир нече убакыт мурун илимпоздордун эки көз карандысыз командасы бир эле учурда үч штаттын суперпозициясын жөнөтүүгө жетишкен, алар аны кескич деп аташкан. Бирок, ал толугу менен ийгиликтүү болгон жок, бирок аракеттин өзү илимпоздор телепортацияны унута электигин жакшы көрсөтүп турат. бул биз үчүн эмнени билдирет? Кыскача айтканда, бул биз абдан жай, бирок дагы эле келечекте маалыматтын биринчи толук берилишине алып келиши мүмкүн күчүн жогорулатуу, дегенди билдирет.
2019-жылдын аягында кырдаал ого бетер кызыктуу болуп калды. Цюрихтен келген окумуштуулар тобу телеберүүгө жетишкен маалыматтардын кванты. 10000 XNUMX кванттык бит (кубит) өз алдынча иштеген компьютер системаларынын ортосунда бир секунданын ичинде өткөрүлдү. Алар үч микрон өлчөмүндөгү электроника менен компьютер чиптерин курушту. Экөө өткөргүч, үчүнчүсү кабыл алгыч болгон. Абсолюттук нөлгө жакын температурада чырмалышкан электрондор өткөргүчкө жөнөтүлгөн маалыматтар кабылдагычта да пайда болгонун билдирген, б.а. кванттык физиканын принциптери боюнча. Жана эмне үчүн биз жөн гана маалыматтарды берүү эмес, телепортация жөнүндө сөз кылып жатабыз? Ооба, анткени системалардын ортосунда зым же башка белгиленген жол жок болчу.
Мен жогоруда талкууланган бардык маселелер окуялардын бир топ пессимисттик версиясын жаратат деп ишенем, бул өз кезегинде бул темага болгон дилгирлигиңизди чагылдырат. Бирок дүрбөлөңгө түшүп, телепортация темасына кызыгуусун жогото турган учур эмес. Илим бир орунда турбайт. Кванттык бөлүкчөлөрдүн абалынын телепортациясы боюнча изилдөөлөрдүн өнүгүшү менен акыры кванттык эсептөө машиналары түрүндөгү жабдуулар пайда боло баштады. — Мунун биздин темага кандай тиешеси бар? – деп сурайсың. Ооба, алардын жардамы менен биз өзүнчө кванттык каналды түзүүгө жетишкибиз келет. Мунун аркасында, азыркыдай оптикалык булалардын жардамы менен маалыматты жөнөтүүнүн ордуна, башка нерселердин ичинен (албетте, кеп кванттык бөлүкчөлөр жөнүндө эмес, "салттуу бөлүштүрүү жөнүндө" болуп жатат) телепортациялоо мүмкүн болот. . Ооба - бул "монета жөнөтүүчүнүн" алуучунун монетасына анын жүгүртүүнүн натыйжасына болжолдонгон таасиринин ыкмасы.
Эгерде сиз кванттык компьютерди кадимки рабочий компьютер менен салыштырууга болбостугун түшүнсөңүз, мындай компьютерлердин ишин сүрөттөп берүү кызыктуу. Мунун баары ысытуучу лампа жөн эле "күчтүү шам" дегенди билдирет. Булар бири-бирине окшош эмес такыр башка технологиялар. Заманбап компьютерлер бинардык системадагы эки абал менен (0 жана 1) иштегендей эле, кванттык компьютерлер суперпозициядагы абалдар менен иштей алат. Ошентип, мисалы, алар бир эле учурда 60% нөл жана 40% бир болушу мүмкүн. Бул татаал угулат, андыктан башка мисалга өтөлү.
Биз компьютер менен "аверс же тескери" ойнойбуз (бул кванттык абалдарды түшүндүрүүдө илимпоздордун сүйүктүү мисалы экенин мен буга чейин айтып кеткенмин). Алдынкы бет демейки боюнча үстөлдө. Биринчи турда компьютер тыйынды которушу же өзгөрүүсүз калтырышы мүмкүн, бирок биз акыркы чечимдин жыйынтыгын билбейбиз. Андан кийин биз да ушундай мүмкүнчүлүккө ээ болобуз, компьютер да жыйынтыкты билбейт. Бир нече раунддан кийин монетанын абалы текшерилет. Эгерде алдыңкы бети өзгөрсө, анда компьютер утат, антпесе биз утабыз. Бул бизге утуп алууга так 50% мүмкүнчүлүк берет.
Эгерде биз кванттык компьютер менен бир эле оюнду ойносок, анда компьютер 100% утуш мүмкүнчүлүгүнө ээ болот (изилдөөдө ал 97дөн ашык түрдүү оюндарда 300% утуп алган, калган 3% балким... система катасынан улам). Бирок бул кантип мүмкүн? Элестеткиле, компьютер ар бир айлампада өзүнүн суперпозициясын сактап турат, анткени аны эч бир байкоочу көрбөйт (чөйрөдөн эч ким, анын ичинде биз да). Ошол эле учурда машина 30% алды жагына жана 70% учурдагы абалынан чыгууну чечет, кийинки турда башкасын тандайт. Бирок эң негизгиси кванттык компьютер ар дайым эки башка абалды тандайт (бирөөнү гана тандаганда). Оюндун эң аягында, жыйынтыгы ачыкка чыкканда, ыктымалдык толкуну үзүлүп,… ал жеңет.
Кванттык компьютер бизди алдап жатабы? Жок! Мен муну түшүнүү кыйын экенин билем, бирок ушул бир нече раунд учурунда компьютер эки түрдүү ширени бир идишке ар кандай пропорцияда куюп, эң аягында аралашманын эки компонентин тең бөлүп, ыктымалдуулукту түзмө-түз "жеңип", ар дайым туура тандоо. Буга ишенүү кыйын, бирок иш жүзүндө дал ушундай болуп жатат.
Бул бүдөмүк көрүнүш, бирок бул кванттык физиканын күчүн жакшы чагылдырат. Кванттык молекулалардын деңгээлинде мындай компьютер, мисалы, жаңы дарыларды иштеп чыгууда алда канча жакшы болмок. Бул, албетте, биз үчүн пандемия шартында жана башка ооруларды жеңүүдө пайдалуу болмок. Бирок эң негизгиси мындай компьютер телепортациялык маалыматтык технологияларды өнүктүрүүдө пайдалуу болот. Жана бул жөн эле сөз эмес! Дүйнөдө кванттык компьютерлер көп болгондо, алардын ар биринин кванттык молекулалары бири-бири менен аралаша (жупташа) алат. Анда алардын биринин касиетин өзгөртсөк, жупташкан молекуланын абалын да өзгөртөбүз. Акыр-аягы, маалыматты жөнөтүү мүмкүн болот, анткени ал жөнөтүлгөндөн кийин дароо баштапкы жана акыркы абалын аныктоого болот. Кандай болгон күндө да, келгиле, Google'дун кванттык суперкомпьютеринин жетишкендиктерин эске салалы. 200 секунданын ичинде ал эң ылдам "нормалдуу" суперкомпьютердин 10 жыл иштешин талап кыла турган эсептөөлөрдү жасады. Ошентип, сиз анын зор потенциалын жана күчүн көрө аласыз.
Ошентип, биз түшүбүзгө да кирбеген берүүлөрдүн таптакыр жаңы каналы түзүлмөк. Азыр оптикалык була же радио канал сыяктуу. Жана мурда айтылгандай, кванттык абалдын телепортация аралыкта теориялык жактан эч кандай чек жок болгондуктан, биз башка планеталар менен да көз ирмемде байланыша алабыз. Жана өтө коопсуз жол менен. Телепортациянын аркасында маалыматты “кармоо” теориялык жактан да мүмкүн болбой калат. Экинчи жагынан, телепортация мүмкүн болсо, акылдуу адам муну жасоонун жолун табат. Мүмкүн, биз али көп нерсени биле элекпиз, ошондуктан анчалык деле хомо сапиенс эмеспиз...
Мына эми биз телепортациянын енугушунун азыркы жана келечектеги абалы женундегу ацгемелешуу-нун акырына жеттик. Келечектеги пландар алда канча кызыктуу экенин моюнга алуу керек, айрыкча, алардын баары сиз ойлогондой алыс эмес. Келечектин чындыгында кандай болорун алдын ала айта албай турганыбызды да эстен чыгарбоо керек. Кээде 30 жыл мурун фантазиядай көрүнгөн нерсе бүгүн чындыкка айланып баратканын заманбап дүйнө далилдеди. Бардык тезистер (өзгөчө адамдын телепортациясына байланыштуу) жеткиликтүү маалыматтарга жана изилдөөлөрдү өнүктүрүүнүн болжолуна негизделген. Ошондуктан, биз кванттык эсептөө технологиясы жакында жеткиликтүү жана түшүнүктүү болуп калат деп үмүттөнөбүз. Анан, албетте, бул революция биздин тирүү кезибизде болушун каалайбыз. Мен чындап эле адам Марска же Альфа Центавриге кантип дароо көчүп кете аларын көргүм келет. Кыялдар, кыялдар, кыялдар...
Ошондой эле окуңуз: