Beam me up, Scotty. Czy teleportacja będzie kiedykolwiek możliwa?
Koncepcja równie szalona jak podróże w czasie. Wyobrażacie sobie możliwości, jakie daje? Tuż po pracy przenosimy się gdzieś na południe Hiszpanii, by prosto z teleportu dojść spacerkiem na plażę i mieć kilkugodzinny urlop w ciepłym Morzu Alborańskim. Wciąż fantastyka naukowa, czy może już bardziej naukowa niż fantastyka?
Koncepcja równie szalona jak podróże w czasie. Wyobrażacie sobie możliwości, jakie daje? Tuż po pracy przenosimy się gdzieś na południe Hiszpanii, by prosto z teleportu dojść spacerkiem na plażę i mieć kilkugodzinny urlop w ciepłym Morzu Alborańskim. Wciąż fantastyka naukowa, czy może już bardziej naukowa niż fantastyka?
O czym marzymy?
O rzeczywistości ze Star Treka? "Transporter" był zdecydowanie największym nadużyciem naukowym w świecie Gene'a Roddenbery'ego. Choć starano się trzymać pewnych ram rozsądku podczas wymyślania nowych technologii, transporter prześliznął się przez krytyczne sito z dość błahego powodu - oszczędność. Łatwiej było pokazać kilka błysków światła, niż kręcić kosztowne sceny lądowania na obcej planecie.
Transporter, jak sama nazwa wskazuje, transportował ciało podróżnika z jednego miejsca w drugie. Rozbijał je na poszczególne atomy, a następnie przesyłał informację o ich położeniu do miejsca, gdzie miało dojść do "złożenia" ciała. Nie do końca jest jasne, czy i jak materia jest przenoszona z miejsca na miejsce. Wiadomo jedynie, że modulatory Heisenberga eliminują element nieoznaczoności, by pomiary położenia atomów były dokładne. Transport mógł odbywać się na maksymalną odległość 30 000 km.
Co potrafimy?
Zacznę nieco przewrotnie, bo od teorii spiskowej. Proszę nie traktować poniższych informacji poważnie, choć wodze fantazji można lekko puścić.
28 października 1943 r. okręt USS Eldridge uległ przypadkowej teleportacji podczas przeprowadzania eksperymentu dotyczącego jednobiegunowego pola magnetycznego. Celem badań było odchylenie promieni światła i efektywne zakamuflowanie obiektu. W efekcie działań potężnych generatorów statek przeniósł się o 320 km i pojawił się na kilka sekund tuż przed oczami załogi USS Andrew Furuseth. Następnie powrócił w oryginalne miejsce. Doniesienia z pokładu były straszliwe: część załogi wyparowała, inni zespolili się z elementami statku, wielu postradało zmysły. Całość oczywiście wyciszono, a mózgi świadków wyprano.
Czy takie wydarzenie jest obecnie możliwe (i czy było możliwe)? Absolutnie nie. Teoria jednolitego pola nie istnieje, choć trwają nad nią badania. Nawet zagięcie promieni światła nie jest możliwe przy przyjęciu założeń samego eksperymentu. Niezachowanie ciągłości istnienia obiektu teleportowanego wyklucza także transportowanie istot żywych. Nawet gdy założymy, że dany obiekt uda się w pełni złożyć podczas ostatniej fazy teleportacji, to dekompilacja atom po atomie pozbawi życia każdą istotę biologiczną.
Sprawy przybierają jednak zupełnie inny kształt, gdy spojrzymy na teleportację przez kwantowe okulary. Jesteśmy w stanie teleportować stany cząstek elementarnych, czyli skorelować stan kwantowy jednej cząstki i drugiej poprzez "splątanie", a następnie oddalić je od siebie i obserwować tajemniczą zależność. Zachodzi wtedy coś, co Einstein określił jako "upiorne działanie na odległość".
Już w 1997 r. Anton Zeilinger dokonał teleportacji stanu kwantowego z jednego fotonu do drugiego. Fotony te zostały kwantowo "splątane" i od siebie oddalone, a ich stany kwantowe były od siebie zależne bez względu na dystans. Zeilinger zaobserwował to zjawisko na dwóch fotonach oddalonych od siebie o 144 km!
W 2004 r. naukowcom udało się dokonać teleportacji stanów kwantowych pomiędzy dwoma atomami. Przełomem końcówki minionego roku było teleportowanie stanów kwantowych między dwoma makroskopowymi elementami (zbiory atomów), oddalonymi od siebie o 150 metrów!
Teleportacja w praktyce
Do praktycznych zastosowań teleportacji jeszcze daleko, ale już dziś możemy określić z dużym prawdopodobieństwem, co nas czeka w przyszłości. Jedno jest pewne: możemy zapomnieć o wynalazkach rodem ze "Star Treka". Teleportacja materii nie jest możliwa i nie wygląda na to, że kiedykolwiek będzie.
Czy zatem teleportacja kwantowa może się do czegoś przydać? Pierwsza myśl to komunikacja. Skoro dwa splątane fotony w jakiś niezwykły sposób komunikują się ze sobą z nieskończoną szybkością, to może wykorzystać je do przesyłu informacji? Problem w tym, że odczytanie informacji wymaga porównania stanu obydwu fotonów, do czego potrzeba dodatkowego, klasycznego medium komunikacji. Ta ewentualność także niestety odpada.
W kwestii teleportacji jesteśmy na początku długiej drogi. Czy dowiemy się kiedykolwiek, jak oddalone od siebie cząstki teleportują między sobą stan kwantowy? Dla mnie jest to jedna z najbardziej fascynujących zagadek fizyki. Dla podgrzania oczekiwań dodam, że splątanie zachodzi także między cząstkami oddalonymi w czasie!