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과학적 관점에서 본 순간이동과 그 미래

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순간이동은 과학적으로 가능한가? 우리는 곧 거의 순간적으로 세계를 여행할 수 있게 될까요? 오늘 우리는 이 분야에서 새로운 것을 말하려고 노력할 것입니다.

순간이동은 태초부터 인간의 꿈이었습니다. 사람은 장거리 여행에 시간을 낭비하지 않고 즉시 우주로 이동하고 여행하기를 원합니다. 이 주제는 오랫동안 대중 문화의 많은 작품에 존재했지만 여전히 연구 대상입니다. 비록 2004년에 다시 등록되었지만 특허 "전신 텔레포트 시스템"에서는 텔레포트 연구에서 이미 첫 번째 성공이 있지만 이 기술에서 우리가 기대하는 것이 전혀 아님을 증명합니다.

순간이동이라는 주제가 인류의 상상력을 그토록 흔드는 이유는 무엇입니까? 우리가 세계에서 가장 원하는 기술의 목록을 작성한다면 순간 이동이 최전선에 있을 것입니다. 다른 장소를 즉시 이동할 수 있다면 얼마나 많은 문제를 해결할 수 있을지 생각해 보십시오. 불행히도 우리가 보고자 하는 형태의 순간이동이 우리의 손이 닿지 않는 곳에 있다는 징후가 많이 있습니다. 그러나 이것이 텔레포트가 전혀 불가능하다는 것을 의미하지는 않습니다. 그녀는 단지 우리가 상상하는 것과 다르게 보입니다.

과학적 관점에서 본 순간이동과 그 미래

양자 물리학의 기초에 대한 간략한 소개 없이 순간 이동에 대해 이야기할 수 없습니다. 그리고 이것은 차례로 많은 사람들이 기사를 더 이상 읽지 못하도록 낙담시킬 수 있습니다. 그러나 저를 믿으십시오. 우리는 그 빈민굴에 대해 너무 깊이 파고 들지 않고 간단한 단어와 명확한 예를 들어 피상적으로 순간 이동의 원리를 설명하려고 노력할 것입니다. 지금 당장 어떻게 작동하는지 설명하려고 합니다. 그런데 왜 "지금 작동하는 방식"이라고 정확히 말합니까? 이것은 이미 일어나고 있습니까? 예, 신사 숙녀 여러분, 첫 번째 진지한 조치는 이미 취해졌습니다. 그러나 과학자들은 사람, 장비 또는 재료가 아니라 정보를 순간 이동했습니다. 우리가 당신의 관심을 끌 수 있었습니까? 같은 내용을 읽으십시오.

순간이동 연구의 발전

모든 사람은 순간 이동이 무엇인지 알고 있지만 모든 사람이 텔레포트 개발에 이미 여러 단계를 거쳤다는 사실을 아는 것은 아닙니다. 그리고 아인슈타인이 이 문제를 다룬 지 오래되었습니다. 과학자들은 이미 모든 것이 미시적 수준, 즉 양자 입자 수준에서 시작된다는 것을 발견했습니다. 이 양자 입자가 연구되기 시작했을 때 그들의 이상한 행동이 주목되었습니다. 그들의 상호작용 과정 자체가 거시적 규모에서 육안으로 볼 수 있는 것과는 완전히 달랐습니다. 그것은 밝혀졌다 양자 입자는 한 번에 두 위치에 있을 수 있습니다. 과학자들은 이것을 중첩의 원리라고 부릅니다. 그러나 중첩은 입자가 서로 상호 작용하지 않을 때, 즉 아무 일도 일어나지 않을 때만 발생합니다. 그들이 쉬고 있을 때, 우리는 소위 확률파의 붕괴에 대해 이야기하고 있습니다. 많은 분들이 이 모든 것을 이해하기 어렵다는 것을 알고 있습니다. 이 상태를 설명하는 가장 쉬운 방법은 컴퓨터 비트를 사용하는 것입니다. 아시다시피, 그들은 이진 시스템에서 작동합니다. 즉, XNUMX 또는 XNUMX이 될 수 있습니다. 그리고 큐비트(양자 비트)는 확률의 물결이 무너질 때까지 동시에 "XNUMX"과 "XNUMX"이 될 수 있습니다.

과학적 관점에서 본 순간이동과 그 미래

아인슈타인은 "원거리에서 유령 상호작용"이라고 부르는 것을 발견하는 데 성공했습니다. 그의 연구 과정에서 일반 입자가 양자 수준에서 얽힐 수 있음이 밝혀졌습니다. 세부 사항에 대해 설명하지 않고 이러한 두 입자는 서로 다른 속성(예: 운동량)을 가지고 있지만 결합할 수 있다고 말할 것입니다. 그리고 이제 가장 흥미로운 점은 페어링 후 그 중 하나의 속성이 변경되고 동시에 다른 입자의 속성이 변경된다는 것입니다. 그들이 거리에 관계없이! 그리고 이것이 바로 오늘날 텔레포트가 작동하는 것입니다. 물론 쉽게 말로 설명하자면 숲속으로 갈수록...

실험실에서 과학자들은 A 지점에서 B 지점으로 입자의 상태를 전달할 수 있었지만 이 입자에 대한 특정 정보는 전송되지 않았습니다. 왜요? 가장 큰 문제는 현재의 연구 상태를 기반으로 양측이 초기 정보를 설정할 수 없다는 것입니다. 거의 닭고기와 계란. 이 단계에서 이러한 개념을 강조할 가치가 있습니다. 정보는 입자 자체의 거동보다 훨씬 더 복잡한 것으로 밝혀졌습니다.

과학적 관점에서 본 순간이동과 그 미래

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그리고 이것은 미래에 달성할 수 있는 것과 달성할 수 없는 것을 동시에 밝혀주는 순간 이동 기술 개발의 주요 한계입니다. 요약해보자. 현재 우리는 양자 수준에서 입자를 서로 "짝짓기"할 수 있습니다. A 지점에서 B 지점으로 입자의 상태를 전송할 수 있지만 필요한 정보는 전송하지 않습니다. 우리는 이 정보를 빛의 속도로 전송할 수 있는 특별한 채널을 개발할 기술적 능력이 없습니다. 지구에서 우리는 무선 채널이나 광섬유를 통해 정보를 전송하지만 이것은 완전히 다른 수준입니다.

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코인 트릭

그렇다면 우리가 기술을 마스터한 것처럼 보일 때 대규모로 정보를 순간이동하지 않는 이유는 무엇입니까? 글쎄, 모든 것이 보이는 것처럼 간단하지는 않습니다. 우리는 우리가 어떤 양자 상태(따라서 순간이동의 결과)로 끝나는지 완전히 제어하지 못합니다. 이것을 설명하기 위해 과학자들은 동전의 예를 사용합니다.

양자 차원에 얽힌 두 개의 동전이 있습니다. 각각은 앞면 또는 뒷면의 두 가지 상태 중 하나를 가질 수 있습니다. 하나는 발신자에게, 다른 하나는 수신자에게 이동합니다. 얽힘 후에 첫 번째 것이 앞면을 가리키면 두 번째 것도 앞면을 가리켜야 합니다. 다행스럽게도 불행하게도 이것은 양자 물리학에서 작동하는 방식입니다. 이를 알고 보낸 사람은 첫 번째 동전을 돌리기 시작함과 동시에 동전을 보낸 사람에게 동전을 돌립니다. 동전이 도는 동안 결과는 아무도 모릅니다. 보낸 사람도 받는 사람도 아닙니다. 발신자의 코인이 멈출 때까지 실제로 수신자에게 어떤 정보를 보내고 있는지 알지 못합니다. 간단히 말해서, 우리는 "무언가"를 보내지만 실제로 무엇인지 모릅니다. 전송될 때까지 정보는 중첩 상태로 유지됩니다.

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이 제한으로 인해 이 개발 단계에서 특정 정보를 보낼 수 없습니다. 보낸 사람이 보내려는 내용을 받을지 여부를 결정할 수 없기 때문입니다. 따라서 양쪽에서 정보를 확인하는 전송 채널이 없습니다. 양자 컴퓨터는 여기에서 우리를 도울 수 있지만, 그들은 이제 막 등장하고 있으며 지금까지는 매우 원시적입니다. 우리는 오늘 그들에 대해 이야기 할 것입니다.

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인간의 순간이동도 가능할까?

여기서 우리는 많은 사람들에게 가장 중요한 질문에 도달합니다. 그렇다면 오늘날의 현실을 기반으로 사람이나 다른 유기체를 순간 이동시키는 것에 대해 생각할 수 있습니까? 글쎄요, 아마도 이 질문에 명확하게 대답할 수 있는 사람은 지구상에 단 한 사람도 없을 것입니다. 하지만 발전 방향을 보면 일단은 잊어버려야 한다고 개인적으로 생각한다. 왜요?

과학적 관점에서 본 순간이동과 그 미래

순간이동에 대해 이야기할 때 항상 입자의 상태를 전달하는 것에 대해 이야기합니다. 따라서 이 입자는 "정의된" 상태에 있어야 합니다. 한편, 인간의 뇌는 마이크로초마다 변화합니다. 수십억 개의 시냅스, 전자, 임펄스 - 이 과정을 멈추는 것은 거의 불가능합니다. 뇌는 환경으로부터 받은 정보가 저장되는 장소인 것 같습니다. 그러면 그 정보를 가진 사람을 순간이동시킬 수 있을지 모르지만, "움직임"을 했을 때와 같은 두뇌를 가진 사람은 확실히 아닐 것입니다. 결국 상태 자체는 일종의 기록이고, 우리 신경 중추의 경우 초기 "상태"도 없습니다. 우리가 심령에 대해 이야기하지 않는 한.

물론 현재로서는 미래가 무엇을 가져올지 명확하게 예측할 수 없기 때문에 이것은 추측과 가정일 뿐입니다. 그러나 현재의 순간이동 기술 연구 및 개발 방향은 우리가 다른 방향으로 갈 것임을 이해하게 합니다.

순간이동의 미래는 양자 컴퓨터와 연결되어 있습니까?

그러면 순간 이동에 미래가 있으며 그것은 무엇입니까? 이 주제에 대한 또 다른 돌파구가 2019년에 발생했습니다. 이미 언급했듯이 양자 상태의 순간 이동은 이론적으로 어떤 거리에서도 가능합니다. 이론적으로는 아직 완전히 조사되지 않았기 때문에 입자를 500km 이상의 거리로 움직인다는 사실만으로도 증명할 수 있습니다. 우리는 또한 정보의 가장 복잡한 단위가 가장 작은 큐비트(즉, 잘 알려진 중첩 "비트")라는 것을 알고 있습니다.

그럼에도 불구하고 관측 중 확률파의 붕괴로 인해 우리는 지금까지 상태 0 또는 1로 순간이동할 수 있었고 그 외에는 아무 것도 없었습니다. 얼마 전에 두 개의 독립적인 과학자 팀이 동시에 세 가지 상태의 중첩을 보낼 수 있었는데 이를 절단기라고 불렀습니다. 그러나 완전히 성공하지는 못했지만 시도 자체는 과학자들이 순간 이동을 잊지 않았다는 것을 잘 보여줍니다. 이것은 우리에게 무엇을 의미합니까? 간단히 말해서, 이것은 우리가 매우 느리지만 여전히 힘을 증가시키고 있다는 것을 의미하며, 이는 미래에 최초의 완전한 정보 전송으로 이어질 수 있습니다.

과학적 관점에서 본 순간이동과 그 미래

2019년 말, 상황은 더욱 흥미로워졌습니다. 취리히의 과학자 팀 텔레포트에 성공했다 데이터의 양. 독립적으로 운영되는 컴퓨터 시스템 간에 10000개의 양자 비트(큐비트)가 XNUMX초 동안 전송되었습니다. 그들은 XNUMX마이크론 크기의 전자 장치로 컴퓨터 칩을 만들었습니다. 두 개는 송신기이고 세 번째는 수신기였습니다. 절대 XNUMX도에 가까운 온도에서 얽힌 전자는 송신기로 전송된 데이터가 수신기에도 나타남을 의미합니다. 즉, 양자 물리학의 원리에 따라. 그리고 왜 우리는 데이터 전송이 아니라 순간이동에 대해 이야기하고 있습니까? 글쎄, 시스템 사이에 전선이나 다른 지정된 경로가 없었기 때문입니다.

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나는 위에서 논의한 모든 문제가 다소 비관적인 사건을 만들어내고, 이는 차례로 주제에 대한 당신의 열정을 반영할 것이라고 믿습니다. 그러나 순간 이동에 대한 주제에 당황하고 관심을 잃을 때가 아닙니다. 과학은 가만히 있지 않습니다. 양자 입자 상태의 순간이동에 대한 연구가 발달하면서 마침내 양자 컴퓨터 형태의 장비가 등장하기 시작했다. "이것이 우리의 주제와 무슨 상관이 있습니까?" - 물어. 글쎄요, 그들의 도움으로 우리는 별도의 양자 채널을 만들고 싶습니다. 이 덕분에 무엇보다도 광섬유를 사용하여 현재와 같이 정보를 보내는 대신 텔레포트하는 것이 가능합니다(물론 양자 입자가 아닌 "전통적인 분포"에 대해 이야기하고 있습니다) . 예 - 이것은 수령인의 코인에 대한 순환 결과에 대한 "동전 발신인"의 추정된 영향의 방식입니다.

과학적 관점에서 본 순간이동과 그 미래

양자 컴퓨터가 일반 데스크탑 PC와 비교할 수 없다는 것을 이해한다면 그러한 컴퓨터의 작업은 설명하는 것이 흥미로울 것입니다. 백열등은 "더 강한 양초"일 뿐이라고 말하는 것과 같습니다. 이들은 서로 유사하지도 않은 완전히 다른 기술입니다. 그리고 현대 컴퓨터가 이진법 시스템(0과 1)에서 두 가지 상태로 작동하는 것처럼 양자 컴퓨터는 중첩된 상태로 작동할 수 있습니다. 예를 들어, 60%는 40이고 XNUMX%는 XNUMX이 될 수 있습니다. 복잡하게 들리므로 다른 예를 살펴보겠습니다.

우리는 컴퓨터로 "역방향 또는 역방향"을 재생합니다(이것은 양자 상태를 설명할 때 과학자들이 가장 좋아하는 예라고 이미 언급했습니다). 앞면은 기본적으로 테이블에 있습니다. 첫 번째 라운드에서 컴퓨터는 동전을 뒤집거나 그대로 둘 수 있지만 최종 결정의 결과는 알 수 없습니다. 그런 다음 우리는 같은 기회를 얻었고 컴퓨터도 결과를 알지 못합니다. 몇 라운드 후에 동전의 상태를 확인합니다. 앞면이 바뀌면 컴퓨터가 이기고 그렇지 않으면 우리가 이기게 됩니다. 이것은 우리에게 정확히 50%의 승률을 제공합니다.

과학적 관점에서 본 순간이동과 그 미래

우리가 양자 컴퓨터로 같은 게임을 한다면, 컴퓨터는 기본적으로 100%의 승률을 얻게 될 것입니다. 그러나 이것이 어떻게 가능합니까? 컴퓨터는 모든 관찰자(우리를 포함하여 환경의 누구도 볼 수 없음)가 볼 수 없기 때문에 중첩을 유지한다고 상상해 보십시오. 동시에 기계는 현재 상태를 떠나는 것에 대해 97%를 찬성하고 300%를 결정하고 다음 라운드에서 다른 것을 선택합니다. 그러나 가장 중요한 것은 양자 컴퓨터가 항상 두 가지 다른 상태를 선택한다는 것입니다(하나만 선택할 때). 게임이 끝날 무렵, 결과가 밝혀지면 확률의 물결이 깨지고... 그가 이깁니다.

양자 컴퓨터가 우리를 속이고 있습니까? 아니! 이해하기 어렵다는 것을 알지만, 이 여러 라운드 동안 컴퓨터가 두 가지 다른 주스를 다른 비율로 한 그릇에 붓고 맨 마지막에 혼합물의 두 구성 요소를 분리하여 문자 그대로 확률을 "극복"하고 항상 올바른 선택. 믿기 ​​어렵지만 실제로 실제로 일어나는 일입니다.

과학적 관점에서 본 순간이동과 그 미래

모호한 현상이지만 양자 물리학의 힘을 잘 보여주는 사례입니다. 양자 분자 수준에서 그러한 컴퓨터는 예를 들어 신약을 개발하는 데 훨씬 뛰어날 것입니다. 팬데믹 상황과 다른 질병을 극복하는 데 분명히 도움이 될 것입니다. 그러나 가장 중요한 것은 그러한 컴퓨터가 순간 이동 정보 기술의 개발에 유용할 것이라는 점입니다. 그리고 이것은 사소한 말이 아닙니다! 세상에 많은 양자 컴퓨터가 있게 되면 각각의 양자 분자는 서로 섞일 수 있게 될 것입니다. 그런 다음 그 중 하나의 속성을 변경하면 쌍을 이루는 분자의 상태도 변경됩니다. 마지막으로 정보를 보낸 직후 초기 및 최종 상태를 확인할 수 있기 때문에 정보를 보낼 수 있습니다. 어쨌든 구글 양자 슈퍼컴퓨터의 성과를 떠올려보자. 그는 200초 만에 가장 빠른 "일반" 슈퍼컴퓨터를 10년 동안 작동해야 하는 계산을 했습니다. 그래서 당신은 그것이 가지고 있는 엄청난 잠재력과 힘을 볼 수 있습니다.

따라서 우리가 꿈도 꾸지 못했던 완전히 새로운 전송 채널이 만들어질 것입니다. 마치 광섬유나 라디오 채널처럼. 그리고 이미 언급했듯이 양자 상태의 순간 이동 거리에는 이론적으로 제한이 없으므로 다른 행성과도 순식간에 통신할 수 있습니다. 그리고 매우 안전한 방법으로. 순간이동 덕분에 정보를 "잡는" 것은 이론적으로 불가능합니다. 반면에 순간이동이 가능해진다면 지적인 사람은 그것을 할 방법을 찾을 것입니다. 아마도 우리는 아직 많이 알지 못하므로 호모 사피엔스가 아닐 것입니다...

과학적 관점에서 본 순간이동과 그 미래

그리고 이제 우리는 현재와 미래의 순간 이동 개발 상태에 대한 대화의 끝에 도달했습니다. 미래의 계획이 훨씬 더 흥미로워 보인다는 사실을 인정해야 합니다. 특히 모든 계획이 당신이 생각하는 것만큼 멀리 있는 것은 아니기 때문에 더욱 그렇습니다. 또한 우리는 미래가 실제로 어떻게 될지 예측할 수 없음을 기억해야 합니다. 현대 세계는 30년 전에는 환상처럼 보였던 것이 때때로 오늘날 현실이 된다는 것을 증명했습니다. 모든 논문(특히 인간 순간이동과 관련된 논문)은 이용 가능한 정보와 연구 개발 예측을 기반으로 합니다. 따라서 양자 컴퓨팅 기술이 머지 않아 보다 쉽게 ​​접근하고 이해할 수 있기를 바랍니다. 그리고 물론 우리는 이 혁명이 우리의 일생 동안 일어나기를 원합니다. 사람이 어떻게 즉시 화성이나 알파 센타우리로 이동할 수 있는지 보고 싶습니다. 꿈, 꿈, 꿈...

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