Petak, 29

desktop v4.2.1

Root NationČlanciTehnologijeTeleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

-

Da li je teleportacija naučno moguća? Hoćemo li uskoro moći putovati svjetovima gotovo trenutno? Danas ćemo pokušati reći šta je novo u ovoj oblasti.

Teleportacija je ljudski san od nastanka svijeta. Osoba se želi trenutno kretati u svemiru, putovati, bez gubljenja vremena na zamorna putovanja na velike udaljenosti. Ova tema je dugo prisutna u mnogim djelima pop kulture, ali je još uvijek predmet istraživanja. Iako je još 2004. čak i registrovan patent na "sistemu teleportacije cijelog tijela" već postoje prvi uspjesi u istraživanju teleportacije, ali oni dokazuju da to uopće neće biti ono što očekujemo od ove tehnologije.

Zašto tema teleportacije toliko uzburkava maštu čovječanstva? Ako bismo napravili listu najpoželjnijih tehnologija na svijetu, teleportacija bi bila u prvom planu. Zamislite samo koliko bismo problema riješili kada bismo se mogli odmah kretati između različitih mjesta. Nažalost, postoje mnoge naznake da nam je teleportacija u obliku kakav bismo željeli vidjeti, barem za sada, van domašaja. Međutim, to ne znači da teleportacija uopće nije moguća. Ona samo izgleda drugačije nego što zamišljamo.

Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

Ne može se govoriti o teleportaciji bez kratkog uvoda u osnove kvantne fizike. A to, zauzvrat, može obeshrabriti mnoge ljude da dalje čitaju članak. Ali, vjerujte mi, nećemo ulaziti previše u te slamove, već ćemo pokušati površno, jednostavnim riječima i na jasnim primjerima, objasniti princip teleportacije. Pokušajmo sada objasniti kako to može funkcionirati. Ali zašto tačno kažem "kako to sada radi"? Da li se ovo već dešava? Da, dame i gospodo, prvi ozbiljni koraci su već napravljeni. Međutim, naučnici su uspjeli teleportirati ne osobu, opremu ili materijale, već informacije. Jesmo li vas uspjeli zaintrigirati? Čitajte dalje za isto.

Napredak u istraživanju teleportacije

Svi znaju šta je teleportacija, ali ne znaju svi da je već napravljeno nekoliko koraka u njenom razvoju. I prošlo je dosta vremena otkako se Ajnštajn bavio ovim pitanjem. Naučnici su već otkrili da sve počinje na mikro nivou, odnosno na nivou kvantnih čestica. Kada su ove kvantne čestice počele da se proučavaju, primećeno je njihovo čudno ponašanje. Sam proces njihove interakcije bio je potpuno drugačiji od svega što se golim okom može vidjeti na makro skali. Ispostavilo se da kvantna čestice mogu biti na dva mjesta odjednom. Naučnici to nazivaju principom superpozicije. Međutim, do superpozicije dolazi samo kada čestice ne stupaju u interakciju jedna s drugom, odnosno ništa im se ne događa. Kada miruju, govorimo o takozvanom kolapsu talasa verovatnoće. Shvaćam da je mnogima od vas teško sve ovo razumjeti. Najlakši način da se ovo stanje ilustruje je uz pomoć kompjuterskih bitova. Kao što znate, oni rade u binarnom sistemu, odnosno mogu biti nula ili jedan. A kubiti (kvantni bitovi) mogu biti i "nula" i "jedan" u isto vrijeme - sve dok se val vjerovatnoće ne sruši.

Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

Ajnštajn je uspeo da otkrije ono što je nazvao "fantomskom interakcijom na daljinu". U toku njegovog istraživanja pokazalo se da se obične čestice mogu isprepletati na kvantnom nivou. Ne ulazeći u detalje, reći ću da se takve dvije čestice mogu pariti, iako imaju različita svojstva (na primjer, impuls). A sada je najzanimljivije da se nakon uparivanja svojstva jedne od njih mijenjaju, istovremeno mijenjajući svojstva druge čestice. Bez obzira na udaljenost! A to je upravo ono na čemu danas funkcionira teleportacija. Ako pokušate to opisati jednostavnim riječima, naravno, jer što dalje u šumu...

Naučnici su u laboratorijama uspjeli prenijeti stanje čestice od tačke A do tačke B, ali se time ne prenose nikakvi konkretni podaci o ovoj čestici. Zašto? Glavni problem je što, na osnovu trenutnog stanja istraživanja, obje strane ne mogu utvrditi ove početne informacije, odnosno naučnici ne mogu utvrditi šta je bilo prvo, a šta potom. Skoro kao piletina i jaje. U ovoj fazi, vrijedno je istaknuti ove koncepte. Ispostavilo se da je informacija nešto mnogo komplikovanije od ponašanja same čestice.

Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

- Advertisement -

A to je glavno ograničenje u razvoju tehnologije teleportacije, koje ujedno baca svjetlo na ono što se može postići u budućnosti, a što vjerovatno ne može. Hajde da sumiramo. Trenutno smo u mogućnosti da "uparimo" čestice jedne s drugima na kvantnom nivou. Možemo prenijeti stanje čestica iz tačke A u tačku B, ali ne prenosimo potrebne informacije. Nemamo tehnološke mogućnosti da razvijemo poseban kanal koji bi prenosio te informacije brzinom svjetlosti. Na Zemlji prenosimo informacije putem radio kanala ili optičkih vlakana, ali ovo je potpuno drugačiji nivo.

Pročitajte također: O kvantnim kompjuterima jednostavnim riječima

Trik sa novčićem

Pa zašto onda ne teleportujemo informacije u velikim razmerama kada se čini da smo savladali tehnologiju? Pa, nije sve tako jednostavno kao što se čini. Ne kontroliramo u potpunosti u kakvom kvantnom stanju (a time i rezultatu teleportacije) završavamo. Da bi to objasnili, naučnici koriste primjer novčića.

Imamo dva novčića upletena u kvantnu dimenziju. Svaki može imati jedno od dva stanja - avers ili revers, jedno ide pošiljaocu, drugo primatelju. Nakon zapletanja, ako prvi pokazuje na avers, drugi također mora pokazivati ​​na avers. Na sreću ili nesreću, manje-više to funkcioniše u kvantnoj fizici. Znajući to, pošiljalac počinje da vrti prvi novčić, a istovremeno se novčić okreće onome kome je poslan. Dok se novčić vrti, niko ne zna ishod. Ni pošiljalac ni primalac. Dok se novčić pošiljaoca ne zaustavi, on ne zna koje informacije zapravo šalje primaocu. Ukratko, šaljemo "nešto", ali ne znamo šta. Dok se ne pošalju, informacija ostaje u superpoziciji.

Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

Ovo ograničenje onemogućava slanje konkretnih informacija u ovoj fazi razvoja, jer pošiljalac ne može odrediti hoćemo li primiti ono što je namjeravao poslati. Dakle, ne postoji kanal prenosa koji provjerava informacije na obje strane. Tu bi nam mogli pomoći kvantni kompjuteri, ali oni se tek pojavljuju i za sada su prilično primitivni. O njima ćemo danas.

Pročitajte također: Blockchains sutrašnjice: Budućnost industrije kriptovaluta jednostavnim riječima

Da li je ljudska teleportacija uopšte moguća?

Ovdje dolazimo do najvažnijeg pitanja za mnoge. Dakle, možemo li uopće razmišljati o teleportiranju ljudi ili drugih organizama na osnovu današnje stvarnosti? Pa, vjerovatno ne postoji nijedna osoba na Zemlji koja bi mogla nedvosmisleno odgovoriti na ovo pitanje. Međutim, gledajući u pravcu razvoja, lično smatram da to za sada treba zaboraviti. Zašto?

Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

Imajte na umu da kada govorimo o teleportaciji, uvijek govorimo o prijenosu stanja čestica. Stoga ova čestica mora biti u nekom "definiranom" stanju. U međuvremenu, ljudski mozak se mijenja svake mikrosekunde. Milijarde sinapsi, elektrona, impulsa - ovaj proces je gotovo nemoguće zaustaviti. Može se činiti da je mozak mjesto gdje se pohranjuju informacije primljene iz okoline. Tada bi možda bilo moguće teleportovati osobu sa tom informacijom, ali to sigurno ne bi bila ista osoba sa istim mozgom kao kada je napravljen "pokret". Uostalom, samo stanje je svojevrsni rekord, a u slučaju našeg nervnog centra ne postoji čak ni početno „stanje“. Osim ako ne govorimo o vidovnjaku.

Naravno, ovo su samo nagađanja i pretpostavke, jer u ovom trenutku niko ne može jasno da predvidi šta će doneti budućnost. Međutim, trenutni smjer istraživanja i razvoja tehnologija teleportacije daje nam da shvatimo da ćemo ići u drugom smjeru.

Da li je budućnost teleportacije povezana sa kvantnim kompjuterima?

Dakle, postoji li budućnost u teleportaciji i šta je ona? Još jedan napredak u ovoj temi dogodio se 2019. godine. Kao što smo već spomenuli, teleportacija kvantnog stanja je teoretski moguća na bilo koju udaljenost. Samo teoretski, jer to još nije u potpunosti istraženo, ali to može dokazati sama činjenica pomjeranja čestice na udaljenosti većoj od 500 kilometara. Takođe znamo da je daleko najsloženija jedinica informacije najmanji kubit (tj. dobro poznati "bit" u superpoziciji).

Uprkos tome, zbog kolapsa talasa verovatnoće tokom posmatranja, do sada smo uspeli da se teleportujemo na stanje 0 ili 1, i ništa drugo. Prije nekog vremena dva nezavisna tima naučnika uspjela su poslati superpoziciju tri stanja u isto vrijeme, koju su nazvali rezač. Međutim, nije bio u potpunosti uspješan, ali sam pokušaj dobro pokazuje da naučnici nisu zaboravili na teleportaciju. Šta ovo znači za nas? Ukratko, to znači da jako sporo, ali i dalje povećavamo snagu, što u budućnosti može dovesti do prvog potpunog prijenosa informacija.

Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

Krajem 2019. godine situacija je postala još zanimljivija. Tim naučnika iz Ciriha uspeo da se teleportuje kvant podataka. 10000 kvantnih bitova (kubita) prebačeno je između nezavisno operativnih kompjuterskih sistema u jednoj sekundi. Napravili su kompjuterski čip sa elektronikom veličine tri mikrona. Dva su bila predajnik dok je treći bio prijemnik. Zamršeni elektroni na temperaturama blizu apsolutne nule značili su da se podaci poslani predajniku pojavljuju i u prijemniku, odnosno prema principima kvantne fizike. I zašto govorimo o teleportaciji, a ne samo o prijenosu podataka? Pa, zato što između sistema nije bilo žice ili drugog određenog puta.

- Advertisement -

Vjerujem da sva gore spomenuta pitanja stvaraju prilično pesimističnu verziju događaja, koja će zauzvrat odražavati vaš entuzijazam za temu. Ali nije vrijeme za paniku i gubitak interesa za temu teleportacije. Nauka ne miruje. S razvojem istraživanja o teleportaciji stanja kvantnih čestica konačno se počela pojavljivati ​​oprema u obliku kvantnih kompjutera. "Kakve to veze ima s našom temom?" - pitate. Pa, uz njihovu pomoć želimo postići stvaranje posebnog kvantnog kanala. Zahvaljujući tome bit će moguće teleportirati informacije, umjesto slanja, kao što je sada, između ostalog uz pomoć optičkih vlakana (naravno, riječ je o "tradicionalnoj distribuciji", a ne o kvantnim česticama) . Da - ovo je način navodnog uticaja "pošiljaoca novčića" na rezultat njegovog opticaja na novčiću primaoca.

Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

Rad takvih računara je zanimljivo opisati, ako shvatite da se kvantni računar ne može porediti sa običnim desktop računarom. To je sve isto kao da kažete da je lampa sa žarnom niti samo "jača svijeća". To su potpuno različite tehnologije koje nisu ni slične jedna drugoj. I baš kao što savremeni računari rade sa dva stanja u binarnom sistemu (0 i 1), kvantni računari mogu raditi sa stanjima koja su u superpoziciji. Tako, na primjer, mogu biti 60% nula i 40% jedan u isto vrijeme. To zvuči komplikovano, pa idemo na drugi primjer.

Kompjuterom se igramo "avers ili reverse" (već sam spomenuo da je ovo omiljeni primjer naučnika kada objašnjavaju kvantna stanja). Avers je standardno na stolu. U prvom krugu, kompjuter može baciti novčić ili ga ostaviti nepromijenjenog, ali ne znamo ishod konačne odluke. Onda imamo istu priliku, a ni kompjuter ne zna rezultat. Nakon nekoliko rundi, provjerava se stanje novčića. Ako se avers promijenio, kompjuter pobjeđuje, u suprotnom mi pobjeđujemo. To nam daje tačno 50% šanse za pobjedu.

Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

Ako igramo istu igru ​​sa kvantnim kompjuterom, kompjuter će u osnovi dobiti 100% šanse za pobedu (u studiji je osvojio 97% u preko 300 različitih igara, preostalih 3% je verovatno... zbog sistemske greške). Ali kako je to moguće? Zamislite da svaki krug kompjuter zadrži svoju superpoziciju, jer ga ne vidi nijedan posmatrač (niko iz okoline, uključujući i nas). U isto vrijeme, mašina odlučuje 30% u korist aversa i 70% u korist napuštanja trenutnog stanja, u sljedećem krugu bira drugo. Ali najvažnije je da kvantni kompjuter uvijek bira dva različita stanja (kada biramo samo jedno). Na samom kraju utakmice, kada se otkrije ishod, val vjerovatnoće puca i… on pobjeđuje.

Da li nas kvantni kompjuter vara? Ne! Znam da je teško razumjeti, ali zamislite da tokom ovih nekoliko rundi kompjuter sipa dva različita soka u jednu činiju u različitim proporcijama, i na samom kraju razdvoji obje komponente smjese, doslovno "prevazilazeći" vjerovatnoću i uvijek praveći pravi izbor. Teško je povjerovati, ali u praksi se upravo to dešava.

Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

Nejasan fenomen, ali je dobra ilustracija moći kvantne fizike. Na nivou kvantnih molekula, takav kompjuter bi bio mnogo bolji u razvoju, na primjer, novih lijekova. To bi nam svakako dobro došlo u uslovima pandemije i za prevladavanje drugih bolesti. Ali najvažnije je da će takav kompjuter biti koristan u razvoju informacionih tehnologija teleportacije. I to nisu trivijalne riječi! Kada na svijetu bude mnogo kvantnih kompjutera, kvantni molekuli svakog od njih će se moći međusobno miješati (upariti). Zatim, ako promijenimo svojstvo jednog od njih, promijenit ćemo i stanje uparenog molekula. Konačno, biće moguće slanje informacija, jer se odmah nakon slanja može odrediti početno i konačno stanje. U svakom slučaju, prisjetimo se dostignuća Googleovog kvantnog superkompjutera. Za 200 sekundi napravio je proračune za koje bi bilo potrebno... 10 godina rada najbržeg "normalnog" superkompjutera. Tako možete vidjeti ogroman potencijal i snagu koju nosi.

Tako bi se stvorio potpuno novi kanal prenosa, o čemu nismo ni sanjali. Baš kao optičko vlakno ili radio kanal sada. A pošto, kao što je već pomenuto, teoretski ne postoji ograničenje teleportacione udaljenosti kvantnog stanja, mi ćemo u trenu moći da komuniciramo i sa drugim planetama. I to na izuzetno siguran način. Zahvaljujući teleportaciji, bilo bi čak i teoretski nemoguće "uhvatiti" informacije. S druge strane, kada bi teleportacija postala moguća, inteligentna osoba bi pronašla način da to učini. Možda još ne znamo toliko i stoga nismo baš homo sapiens...

Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost

I sada smo došli do kraja razgovora o trenutnom i budućem stanju razvoja teleportacije. Mora se priznati da planovi za budućnost izgledaju mnogo interesantnije, pogotovo što nisu svi tako daleko kao što mislite. Također treba imati na umu da ne možemo predvidjeti kakva će zapravo biti budućnost. Savremeni svijet je dokazao da ponekad ono što je prije 30 godina izgledalo kao fantazija danas postaje stvarnost. Sve teze (posebno one koje se odnose na teleportaciju ljudi) zasnovane su na dostupnim informacijama i predviđanjima razvoja istraživanja. Stoga se nadamo da će tehnologija kvantnog računarstva uskoro postati dostupnija i razumljivija. I, naravno, želimo da se ova revolucija dogodi tokom našeg života. Zaista želim vidjeti kako se osoba može momentalno preseliti na Mars ili Alpha Centauri. Snovi, snovi, snovi...

Pročitajte također: 

Yuri Svitlyk
Yuri Svitlyk
Sin Karpata, nepriznati genije matematike, "advokat"Microsoft, praktični altruista, lijevo-desno
Više od autora
- Advertisement -
Prijaviti se
Obavijesti o
gost

0 Komentari
Embedded Reviews
Pogledaj sve komentare
Ostali članci
Pretplatite se na ažuriranja

Nedavni komentari

Popularno sada
0
Sviđaju nam se vaše misli, molim vas komentarišite.x