Işınlanma bilimsel olarak mümkün mü? Yakında neredeyse anında dünyaları dolaşabilecek miyiz? Bugün bu alandaki yenilikleri anlatmaya çalışacağız.
Işınlanma, dünyanın başlangıcından beri bir insan rüyası olmuştur. Bir insan, uzun mesafelerde yorucu yolculuklarda zaman kaybetmeden anında uzayda hareket etmek, seyahat etmek ister. Bu konu uzun zamandır pop kültürünün birçok eserinde yer almaktadır, ancak hala araştırma konusudur. 2004 yılında tescil edilmiş olmasına rağmen патент "tüm vücut ışınlanma sistemi" konusunda, ışınlanma araştırmalarında şimdiden ilk başarılar var ama bu teknolojiden hiç de beklediğimiz gibi olmayacağını kanıtlıyorlar.
Işınlanma konusu neden insanlığın hayal gücünü bu kadar heyecanlandırıyor? Dünyada en çok istenen teknolojilerin bir listesini yapacak olsaydık, ışınlanma ön planda olurdu. Farklı yerler arasında anında hareket edebilseydik, kaç sorunu çözeceğimizi bir düşünün. Ne yazık ki, en azından şimdilik görmek istediğimiz formdaki ışınlanmanın ulaşamayacağımız bir şekilde olduğuna dair birçok işaret var. Ancak bu, ışınlanmanın hiç mümkün olmadığı anlamına gelmez. Sadece hayal ettiğimizden farklı görünüyor.
Kuantum fiziğinin temellerine kısa bir giriş yapmadan ışınlanma hakkında konuşamayız. Ve bu da birçok insanı makaleyi daha fazla okumaktan caydırabilir. Ama inanın bu gecekonduları çok derine inmeyeceğiz, yüzeysel olarak, basit kelimelerle ve net örneklerle ışınlanma ilkesini açıklamaya çalışacağız. Hemen nasıl çalışabileceğini açıklamaya çalışalım. Ama neden tam olarak "şimdi nasıl çalışıyor" diyorum? Bu zaten oluyor mu? Evet bayanlar baylar, ilk ciddi adımlar çoktan atıldı. Ancak bilim adamları bir kişiyi, ekipmanı veya materyali değil, bilgiyi ışınlamayı başardılar. İlginizi çekmeyi başardık mı? Aynı şey için okumaya devam edin.
Işınlanma araştırmalarındaki gelişmeler
Herkes ışınlanmanın ne olduğunu bilir, ancak herkes bunun geliştirilmesinde birkaç adım atıldığını bilmiyor. Einstein'ın bu konuyla ilgilenmesinden bu yana uzun zaman geçti. Bilim adamları, her şeyin mikro ölçekte, yani kuantum parçacıkları düzeyinde başladığını keşfettiler. Bu kuantum parçacıkları incelenmeye başladığında, garip davranışları fark edildi. Etkileşimlerinin süreci, makro ölçekte çıplak gözle görülebilecek her şeyden tamamen farklıydı. Anlaşıldı ki kuantum parçacıklar aynı anda iki yerde olabilir. Bilim adamları buna süperpozisyon ilkesi diyor. Bununla birlikte, süperpozisyon ancak parçacıklar birbirleriyle etkileşime girmediğinde oluşur, yani onlara hiçbir şey olmaz. Dinlenme halindeyken, olasılık dalgasının sözde çöküşünden bahsediyoruz. Birçoğunuzun tüm bunları anlamakta güçlük çektiğinin farkındayım. Bu durumu göstermenin en kolay yolu bilgisayar bitlerinin yardımıdır. Bildiğiniz gibi ikili sistemde çalışırlar yani sıfır veya bir olabilirler. Ve kübitler (kuantum bitleri) aynı anda hem "sıfır" hem de "bir" olabilir - olasılık dalgası çökene kadar.
Einstein, "uzaktan hayalet etkileşim" dediği şeyi keşfetmeyi başardı. Araştırması sırasında sıradan parçacıkların kuantum düzeyinde iç içe geçebileceği ortaya çıktı. Ayrıntılara girmeden, bu tür iki parçacığın farklı özelliklere sahip olmalarına rağmen (örneğin momentum) çiftleşebileceğini söyleyeceğim. Ve şimdi en ilginç şey, eşleştirmeden sonra, birinin özelliklerinin değişmesi, aynı anda diğer parçacığın özelliklerini değiştirmesidir. Mesafeler ne olursa olsun! Ve bu tam olarak ışınlanmanın bugün üzerinde çalıştığı şeydir. Bunu basit kelimelerle açıklamaya çalışırsanız, tabii ki, çünkü ormanın derinliklerine doğru...
Laboratuarlarda bilim adamları, bir parçacığın durumunu A noktasından B noktasına aktarmayı başardılar, ancak bununla bu parçacık hakkında belirli bir bilgi iletilmiyor. Neden? Niye? Asıl sorun, mevcut araştırma durumuna göre, her iki tarafın da bu ilk bilgiyi oluşturamaması, yani bilim adamlarının neyin önce geldiğini ve sonra neyin geldiğini belirleyememesidir. Neredeyse tavuk ve yumurta gibi. Bu aşamada bu kavramların altını çizmekte fayda var. Bilginin, parçacığın kendi davranışından çok daha karmaşık bir şey olduğu ortaya çıktı.
Ve bu, aynı zamanda gelecekte nelerin başarılabileceğine ve muhtemelen nelerin başarılamayacağına ışık tutan ışınlanma teknolojisinin geliştirilmesindeki ana sınırlamadır. Özetleyelim. Şu anda parçacıkları birbirleriyle kuantum düzeyinde "eşleştirebiliyoruz". Parçacıkların durumunu A noktasından B noktasına aktarabiliriz ama gerekli bilgiyi aktaramıyoruz. Bu bilgiyi ışık hızında iletecek özel bir kanal geliştirecek teknolojik imkanlara sahip değiliz. Dünya'da bilgiyi radyo kanalları veya fiber optik aracılığıyla iletiyoruz, ancak bu tamamen farklı bir seviye.
Ayrıca okuyun: Basit kelimelerle kuantum bilgisayarlar hakkında
madeni para hilesi
Öyleyse, teknolojide ustalaşmış gibi göründüğümüzde, neden bilgiyi geniş ölçekte ışınlamıyoruz? Pekala, her şey göründüğü kadar basit değil. Hangi kuantum durumunu (ve dolayısıyla ışınlanmanın sonucunu) elde ettiğimizi tam olarak kontrol edemeyiz. Bunu açıklamak için bilim adamları bir madeni para örneğini kullanırlar.
Kuantum boyutunda dolaşmış iki madeni paramız var. Her biri iki durumdan birine sahip olabilir - ön veya ters, biri gönderene, diğeri alıcıya gider. Dolaşıklıktan sonra, ilki ön yüzü gösteriyorsa, ikincisi de ön yüzü göstermelidir. Neyse ki ya da ne yazık ki, kuantum fiziğinde bu aşağı yukarı böyle çalışır. Bunu bilen gönderen ilk jetonu çevirmeye başlar ve aynı zamanda jeton gönderildiği kişiye döner. Madeni para dönerken, kimse sonucu bilmiyor. Ne gönderen ne de alıcı. Göndericinin jetonu durana kadar, alıcıya gerçekte hangi bilgileri gönderdiğini bilmez. Kısacası "bir şey" gönderiyoruz ama ne olduğunu gerçekten bilmiyoruz. Gönderilene kadar bilgi süperpozisyonda kalır.
Bu sınırlama, geliştirmenin bu aşamasında belirli bilgilerin gönderilmesini imkansız hale getirir, çünkü gönderen, göndermek istediği şeyi alıp almayacağımızı belirleyemez. Yani her iki taraftaki bilgileri kontrol eden bir iletim kanalı yoktur. Kuantum bilgisayarlar burada bize yardımcı olabilir, ancak şu anda ortaya çıkıyorlar ve şu ana kadar oldukça ilkel durumdalar. Bugün onlar hakkında konuşacağız.
Ayrıca okuyun: Yarının blok zincirleri: Basit kelimelerle kripto para endüstrisinin geleceği
İnsan ışınlanması mümkün mü?
Burada birçokları için en önemli soruya geliyoruz. Peki, bugünün gerçeklerine dayanarak insanları veya diğer organizmaları ışınlamayı düşünebilir miyiz? Eh, muhtemelen Dünya'da bu soruya kesin olarak cevap verebilecek tek bir kişi yoktur. Ancak gelişim yönüne bakıldığında kişisel olarak şimdilik bunun unutulması gerektiğini düşünüyorum. Neden? Niye?
Işınlanma hakkında konuştuğumuzda, her zaman parçacıkların durumunu aktarmaktan bahsettiğimizi unutmayın. Bu nedenle, bu parçacık bazı "tanımlanmış" durumda olmalıdır. Bu arada, insan beyni her mikrosaniyede değişir. Milyarlarca sinaps, elektron, dürtü - bu süreci durdurmak neredeyse imkansız. Beyin, çevreden alınan bilgilerin depolandığı bir yer gibi görünebilir. O zaman bu bilgiyle bir kişiyi ışınlamak mümkün olabilir, ancak kesinlikle "hareket" yapıldığında aynı beyne sahip kişi olmayacaktı. Ne de olsa, durumun kendisi bir tür kayıttır ve sinir merkezimiz söz konusu olduğunda, bir başlangıç "durumu" bile yoktur. Bir psişikten bahsetmiyorsak.
Tabii bunlar sadece tahmin ve varsayımlar çünkü şu anda kimse geleceğin neler getireceğini net olarak tahmin edemiyor. Ancak, teleportasyon teknolojilerinin mevcut araştırma ve geliştirme yönü, farklı bir yöne gideceğimizi anlamamızı sağlıyor.
Işınlamanın geleceği kuantum bilgisayarlarla bağlantılı mı?
Peki ışınlanmada bir gelecek var mı ve nedir? Bu konuda bir başka atılım 2019 yılında gerçekleşti. Daha önce de belirttiğimiz gibi, kuantum durumunun herhangi bir mesafeye ışınlanması teorik olarak mümkündür. Henüz tam olarak araştırılmadığı için sadece teorik olarak, ancak bir parçacığı 500 kilometreden fazla bir mesafeye taşıma gerçeği bunu kanıtlayabilir. Ayrıca, en karmaşık bilgi biriminin en küçük kübit (yani, süperpozisyondaki iyi bilinen "bit") olduğunu da biliyoruz.
Buna rağmen, gözlem sırasında olasılık dalgasının çökmesi nedeniyle, şimdiye kadar 0 veya 1 durumuna ışınlanmayı başardık, başka bir şey değil. Bir süre önce, iki bağımsız bilim insanı ekibi, aynı anda kesici olarak adlandırdıkları üç durumun süperpozisyonunu göndermeyi başardı. Ancak, tamamen başarılı olmadı, ancak girişimin kendisi, bilim adamlarının ışınlanmayı unutmadığını iyi gösteriyor. Bu bizim için ne anlama geliyor? Özetle, bu, çok yavaş olduğumuz, ancak gelecekte ilk tam bilgi aktarımına yol açabilecek gücü artırdığımız anlamına gelir.
2019'un sonunda durum daha da ilginç hale geldi. Zürih'ten bilim adamlarından oluşan bir ekip ışınlanmayı başardı kuantum veri. Bir saniyede bağımsız çalışan bilgisayar sistemleri arasında 10000 kuantum biti (qubit) aktarıldı. Elektronikleri üç mikron boyutunda bir bilgisayar çipi yaptılar. İkisi verici, üçüncüsü alıcıydı. Mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda dolaşan elektronlar, vericiye gönderilen verilerin alıcıda da göründüğü anlamına geliyordu, yani kuantum fiziği ilkelerine göre. Ve neden sadece veri aktarımı değil de ışınlanma hakkında konuşuyoruz? Çünkü sistemler arasında kablo ya da belirlenmiş başka bir yol yoktu.
Yukarıda tartışılan tüm konuların, olayların oldukça karamsar bir versiyonunu yarattığına ve bunun da konuya olan coşkunuzu yansıtacağına inanıyorum. Ancak ışınlanma konusuna panik yapma ve ilgiyi kaybetme zamanı değil. Bilim yerinde durmuyor. Kuantum parçacıklarının durumunun ışınlanması üzerine araştırmaların gelişmesiyle birlikte, nihayet kuantum bilgisayarlar biçimindeki ekipmanlar ortaya çıkmaya başladı. "Bunun konumuzla ne ilgisi var?" - sen sor. Pekala, onların yardımıyla ayrı bir kuantum kanalının yaratılmasını sağlamak istiyoruz. Bu sayede, diğer şeylerin yanı sıra, şimdi olduğu gibi, optik fiberlerin yardımıyla bilgi göndermek yerine teleport etmek mümkün olacak (elbette, kuantum parçacıklarından değil, "geleneksel dağılımdan" bahsediyoruz) . Evet - bu, "madeni parayı gönderenin", alıcının madeni para üzerindeki dolaşımının sonucu üzerindeki varsayılan etkisinin bir yoludur.
Kuantum bilgisayarın sıradan bir masaüstü bilgisayarla karşılaştırılamayacağını anlarsanız, bu tür bilgisayarların çalışmasını açıklamak ilginçtir. Bu, akkor lambanın sadece "daha güçlü bir mum" olduğunu söylemekle aynı şeydir. Bunlar birbirine benzemeyen tamamen farklı teknolojilerdir. Ve modern bilgisayarlar ikili sistemde (0 ve 1) iki durumla çalıştığı gibi, kuantum bilgisayarlar da süperpozisyon durumundaki durumlarla çalışabilir. Örneğin, aynı anda %60 sıfır ve %40 bir olabilirler. Kulağa karmaşık geliyor, o yüzden başka bir örneğe geçelim.
Bilgisayarla "ön veya ters" oynarız (kuantum durumlarını açıklarken bunun bilim adamlarının favori bir örneği olduğunu zaten belirtmiştim). Ön yüz varsayılan olarak masadadır. İlk turda bilgisayar parayı çevirebilir veya değiştirmeden bırakabilir, ancak nihai kararın sonucunu bilmiyoruz. Sonra aynı fırsatı elde ederiz ve bilgisayar da sonucu bilmez. Birkaç turdan sonra madalyonun durumu kontrol edilir. Ön yüz değiştiyse bilgisayar kazanır, yoksa biz kazanırız. Bu bize tam olarak %50 kazanma şansı veriyor.
Aynı oyunu bir kuantum bilgisayarla oynarsak, bilgisayar temel olarak %100 kazanma şansına sahip olacaktır (bir çalışmada 97'den fazla farklı oyunda %300 kazandı, kalan %3 muhtemelen sistem hatasından kaynaklanmaktadır). Ama bu nasıl mümkün olabilir? Herhangi bir gözlemci (biz dahil çevreden kimse) tarafından görülmediği için, bilgisayarın her turda süperpozisyonunu koruduğunu hayal edin. Aynı zamanda, makine %30 ön yüz lehine ve %70 mevcut durumdan ayrılma lehine karar verir, bir sonraki turda başka bir seçim yapar. Ancak en önemli şey, bir kuantum bilgisayarının her zaman iki farklı durum seçmesidir (yalnızca birini seçtiğimizde). Oyunun en sonunda, sonuç ortaya çıktığında, olasılık dalgası kırılır ve... o kazanır.
Kuantum bilgisayar bizi aldatıyor mu? Numara! Anlaması zor biliyorum, ama bu birkaç tur sırasında, bilgisayarın farklı oranlarda bir kaseye iki farklı meyve suyu döktüğünü ve en sonunda karışımın her iki bileşenini ayırdığını, kelimenin tam anlamıyla olasılığı "aştığını" ve her zaman doğru seçim. İnanması zor ama pratikte olan tam olarak bu.
Belirsiz bir fenomen, ancak kuantum fiziğinin gücünün iyi bir örneği. Kuantum molekülleri düzeyinde, böyle bir bilgisayar, örneğin yeni ilaçlar geliştirmede çok daha iyi olurdu. Bir pandemi koşullarında ve diğer hastalıkların üstesinden gelmek için kesinlikle işimize yarayacaktır. Ancak en önemlisi, böyle bir bilgisayarın teleportasyon bilgi teknolojilerinin geliştirilmesinde faydalı olacağıdır. Ve bunlar önemsiz kelimeler değil! Dünyada çok sayıda kuantum bilgisayar olacağı zaman, her birinin kuantum molekülleri birbirleriyle karışabilecek (eşleşebilecek). Daha sonra bunlardan birinin özelliğini değiştirirsek, eşleştirilmiş molekülün durumunu da değiştiririz. Son olarak bilgi göndermek mümkün olacaktır, çünkü gönderildikten hemen sonra ilk ve son durum belirlenebilir. Her durumda, Google'ın kuantum süper bilgisayarının başarılarını hatırlayalım. 200 saniyede, en hızlı "normal" süper bilgisayarın 10 yıllık çalışmasını gerektirecek hesaplamalar yaptı. Böylece taşıdığı büyük potansiyeli ve gücü görebilirsiniz.
Böylece hayal bile etmediğimiz tamamen yeni bir aktarım kanalı oluşturulacaktı. Tıpkı bir fiber optik veya bir radyo kanalı gibi. Ve daha önce de belirtildiği gibi, kuantum durumunun ışınlanma mesafesinin teorik olarak bir sınırı olmadığından, diğer gezegenlerle de anında iletişim kurabileceğiz. Hem de son derece güvenli bir şekilde. Işınlanma sayesinde, bilgiyi "yakalamak" teorik olarak bile imkansız olurdu. Öte yandan, ışınlanma mümkün olsaydı, akıllı bir insan bunu yapmanın bir yolunu bulurdu. Belki de henüz bu kadar çok şey bilmiyoruz ve bu nedenle tam olarak homo sapiens değiliz...
Ve şimdi ışınlanma gelişiminin mevcut ve gelecekteki durumu hakkındaki konuşmanın sonuna geldik. Geleceğe yönelik planların çok daha ilginç göründüğünü kabul etmek gerekir, özellikle de bunların hepsi düşündüğünüz kadar uzak olmadığı için. Geleceğin gerçekte nasıl olacağını tahmin edemeyeceğimiz de unutulmamalıdır. Modern dünya, bazen 30 yıl önce hayal gibi görünen şeylerin bugün gerçek olduğunu kanıtladı. Tüm tezler (özellikle insan ışınlanmasıyla ilgili olanlar), mevcut bilgilere ve araştırma geliştirme tahminlerine dayanmaktadır. Bu nedenle, kuantum hesaplama teknolojisinin yakında daha erişilebilir ve anlaşılır hale geleceğini umuyoruz. Ve elbette, bu devrimin yaşamımız boyunca gerçekleşmesini istiyoruz. Bir insanın anında Mars'a veya Alpha Centauri'ye nasıl hareket edebileceğini gerçekten görmek istiyorum. Rüyalar, rüyalar, rüyalar...
Ayrıca okuyun:
