Teleportatsiya ilmiy jihatdan mumkinmi? Tez orada deyarli bir zumda dunyolar bo'ylab sayohat qila olamizmi? Bugun biz ushbu sohada nima yangiliklar borligini aytib berishga harakat qilamiz.
Teleportatsiya dunyo paydo bo'lganidan beri insoniyatning orzusi edi. Inson bir zumda kosmosda harakat qilishni, uzoq masofalarga charchagan sayohatlarga vaqt sarflamasdan sayohat qilishni xohlaydi. Bu mavzu pop-madaniyatning ko'plab asarlarida uzoq vaqtdan beri mavjud, ammo u hali ham tadqiqot mavzusidir. Garchi 2004 yilda u hatto ro'yxatdan o'tgan patent "butun tanani teleportatsiya qilish tizimi" bo'yicha teleportatsiyani tadqiq qilishda birinchi muvaffaqiyatlar allaqachon mavjud, ammo ular bu texnologiyadan biz kutganimizdek bo'lmasligini isbotlaydi.
Nega teleportatsiya mavzusi insoniyatning tasavvurini shunchalik hayajonlantiradi? Agar biz dunyodagi eng kerakli texnologiyalar ro'yxatini tuzadigan bo'lsak, teleportatsiya birinchi o'rinda turadi. Bir o'ylab ko'ring, agar biz bir zumda turli joylar orasida harakat qilsak, qancha muammolarni hal qilgan bo'lardik. Afsuski, biz ko'rmoqchi bo'lgan ko'rinishdagi teleportatsiya, hech bo'lmaganda, hozircha, bizning qo'limizdan kelmaydigan ko'plab belgilar mavjud. Biroq, bu teleportatsiya umuman mumkin emas degani emas. U biz tasavvur qilganimizdan boshqacha ko‘rinadi.
Kvant fizikasi asoslari bilan qisqacha tanishmasdan teleportatsiya haqida gapirib bo'lmaydi. Va bu, o'z navbatida, ko'pchilikni maqolani keyingi o'qishdan qaytarishi mumkin. Ammo menga ishoning, biz o‘sha qashshoq joylarga chuqur kirib bormaymiz, balki teleportatsiya tamoyilini yuzaki, oddiy so‘zlar va aniq misollar bilan tushuntirishga harakat qilamiz. Keling, hozir qanday ishlashi mumkinligini tushuntirishga harakat qilaylik. Lekin nima uchun men "hozir qanday ishlaydi" deyman? Bu allaqachon sodir bo'lmoqdami? Ha, xonimlar va janoblar, birinchi jiddiy qadamlar allaqachon boshlangan. Biroq, olimlar odamni, uskunani yoki materiallarni emas, balki ma'lumotni teleportatsiya qilishga muvaffaq bo'lishdi. Biz sizni qiziqtira oldikmi? Xuddi shu narsa uchun o'qing.
Teleportatsiya tadqiqotlaridagi yutuqlar
Teleportatsiya nima ekanligini hamma biladi, lekin uning rivojlanishida bir qancha qadamlar tashlanganligini hamma ham bilmaydi. Va Eynshteyn bu masala bilan shug'ullanganiga ancha vaqt bo'ldi. Olimlar allaqachon hamma narsa mikroshkaladan, ya'ni kvant zarralari darajasidan boshlanishini aniqladilar. Ushbu kvant zarralari o'rganila boshlaganida, ularning g'alati xatti-harakatlari sezildi. Ularning o'zaro ta'siri jarayoni so'l miqyosda yalang'och ko'z bilan ko'rish mumkin bo'lgan har qanday narsadan butunlay boshqacha edi. Shunday bo'ldi kvant zarralar bir vaqtning o'zida ikkita joyda bo'lishi mumkin. Olimlar buni superpozitsiya printsipi deb atashadi. Biroq, superpozitsiya faqat zarralar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilmaganda sodir bo'ladi, ya'ni ular bilan hech narsa sodir bo'lmaydi. Ular dam olayotganda, biz ehtimollik to'lqinining qulashi haqida gapiramiz. Ko'pchiligingizga bularning barchasini tushunish qiyinligini tushunaman. Bu holatni tasvirlashning eng oson yo'li - kompyuter bitlari yordamida. Ma'lumki, ular ikkilik tizimda ishlaydi, ya'ni ular nol yoki bitta bo'lishi mumkin. Va kubitlar (kvant bitlari) bir vaqtning o'zida ham "nol", ham "bir" bo'lishi mumkin - ehtimollik to'lqini qulab tushguncha.
Eynshteyn "masofadagi xayoliy o'zaro ta'sir" deb atagan narsani kashf etishga muvaffaq bo'ldi. Uning tadqiqotlari davomida oddiy zarralar kvant darajasida bir-biriga bog'lanishi mumkinligi ma'lum bo'ldi. Tafsilotlarga kirmasdan, aytamanki, bunday ikki zarracha turli xil xususiyatlarga ega bo'lsa ham (masalan, impuls) juftlashishi mumkin. Va endi eng qiziq narsa shundaki, juftlashgandan so'ng, ulardan birining xususiyatlari bir vaqtning o'zida boshqa zarrachaning xususiyatlarini o'zgartiradi. Ularning masofasidan qat'i nazar! Va bugungi kunda teleportatsiya aynan shunday ishlaydi. Agar siz buni oddiy so'zlar bilan tasvirlashga harakat qilsangiz, albatta, chunki o'rmonga borgan sari ...
Laboratoriyalarda olimlar zarracha holatini A nuqtadan B nuqtaga o'tkazishga muvaffaq bo'lishdi, ammo bu bilan bu zarracha haqida aniq ma'lumot berilmaydi. Nega? Asosiy muammo shundaki, tadqiqotning hozirgi holatiga asoslanib, har ikki tomon ham bu dastlabki ma'lumotni aniqlay olmaydi, ya'ni olimlar nima birinchi bo'lib kelganini va keyin nima kelganini aniqlay olmaydilar. Deyarli tovuq va tuxum kabi. Ushbu bosqichda ushbu tushunchalarni ta'kidlash kerak. Ma'lum bo'lishicha, ma'lumot zarrachaning xatti-harakatidan ancha murakkabroq narsadir.
Va bu teleportatsiya texnologiyasini rivojlantirishdagi asosiy cheklov bo'lib, u bir vaqtning o'zida kelajakda nimaga erishish mumkinligi va nimaga erisha olmasligini aniqlab beradi. Keling, xulosa qilaylik. Hozirda biz kvant darajasida zarrachalarni bir-biri bilan "juftlash" imkoniyatiga egamiz. Biz zarrachalarning holatini A nuqtadan B nuqtaga o'tkazishimiz mumkin, lekin biz kerakli ma'lumotlarni o'tkazmaymiz. Ushbu ma'lumotni yorug'lik tezligida uzatadigan maxsus kanalni ishlab chiqish uchun texnologik imkoniyatlarimiz yo'q. Yerda biz radiokanallar yoki optik tolalar orqali ma'lumot uzatamiz, ammo bu butunlay boshqa daraja.
Shuningdek o'qing: Oddiy so'zlar bilan kvant kompyuterlari haqida
Tanga nayrangi
Xo'sh, nega biz texnologiyani o'zlashtirgandek bo'lsak, axborotni keng miqyosda teleport qilmaymiz? Axir, hamma narsa ko'rinadigan darajada oddiy emas. Biz qanday kvant holatini (va shuning uchun teleportatsiya natijasini) to'liq nazorat qilmaymiz. Buni tushuntirish uchun olimlar tanga misolidan foydalanadilar.
Bizda kvant o'lchamiga o'ralgan ikkita tanga bor. Ularning har biri ikkita holatdan biriga ega bo'lishi mumkin - old yoki teskari, biri jo'natuvchiga, ikkinchisi esa qabul qiluvchiga o'tadi. O'ralganidan so'ng, agar birinchisi old tomonga ishora qilsa, ikkinchisi ham old tomonga ishora qilishi kerak. Yaxshiyamki yoki afsuski, bu kvant fizikasida ko'proq yoki kamroq qanday ishlaydi. Buni bilgan holda, jo'natuvchi birinchi tangani aylana boshlaydi va shu bilan birga tanga kimga yuborilgan bo'lsa, unga aylanadi. Tanga aylanayotganda, natijani hech kim bilmaydi. Na jo'natuvchi, na qabul qiluvchi. Yuboruvchi tanga to'xtamaguncha, u qabul qiluvchiga qanday ma'lumot yuborayotganini bilmaydi. Muxtasar qilib aytganda, biz "bir narsa" yuboramiz, lekin nima ekanligini bilmaymiz. U yuborilgunga qadar ma'lumot superpozitsiyada qoladi.
Ushbu cheklov rivojlanishning ushbu bosqichida aniq ma'lumotlarni yuborishni imkonsiz qiladi, chunki jo'natuvchi biz yubormoqchi bo'lgan narsani olish-olmasligimizni aniqlay olmaydi. Shunday qilib, har ikki tomonda ham ma'lumotni tekshiradigan uzatish kanali yo'q. Kvant kompyuterlari bu erda bizga yordam berishi mumkin, ammo ular endi paydo bo'lmoqda va hozirgacha ular juda ibtidoiy. Bugun biz ular haqida gaplashamiz.
Shuningdek o'qing: Ertangi blokcheynlar: oddiy so'zlar bilan aytganda kriptovalyuta sanoatining kelajagi
Insonning teleportatsiyasi ham mumkinmi?
Bu erda biz ko'pchilik uchun eng muhim savolga keldik. Xo'sh, bugungi kun haqiqatiga asoslanib, odamlarni yoki boshqa organizmlarni teleportatsiya qilish haqida o'ylashimiz mumkinmi? Ehtimol, Yer yuzida bu savolga aniq javob bera oladigan bironta ham odam yo'q. Biroq, rivojlanish yo'nalishiga qarab, shaxsan men buni hozircha unutish kerak deb o'ylayman. Nega?
E'tibor bering, biz teleportatsiya haqida gapirganda, biz doimo zarrachalar holatini o'tkazish haqida gapiramiz. Shuning uchun bu zarracha qandaydir "belgilangan" holatda bo'lishi kerak. Shu bilan birga, inson miyasi har mikrosekundda o'zgarib turadi. Milliardlab sinapslar, elektronlar, impulslar - bu jarayonni to'xtatish deyarli mumkin emas. Ko'rinishidan, miya atrof-muhitdan olingan ma'lumotlar saqlanadigan joydir. Shunda bu ma'lumotga ega bo'lgan odamni teleportatsiya qilish mumkin bo'lishi mumkin, ammo bu "harakat" qilingan paytdagi miyaga ega bo'lgan odam emas. Axir, davlatning o'zi bir turdagi rekorddir va bizning asab markazimizda hatto boshlang'ich "holat" ham yo'q. Agar biz psixik haqida gapirmasak.
Albatta, bu faqat taxmin va taxminlar, chunki hozirda hech kim kelajak nima olib kelishini aniq bashorat qila olmaydi. Biroq, teleportatsiya texnologiyalarini tadqiq qilish va rivojlantirishning hozirgi yo'nalishi bizni boshqa yo'nalishda borishimizni tushunishga majbur qiladi.
Teleportatsiya kelajagi kvant kompyuterlari bilan bog'liqmi?
Xo'sh, teleportatsiyada kelajak bormi va bu nima? Ushbu mavzudagi yana bir yutuq 2019 yilda sodir bo'ldi. Yuqorida aytib o'tganimizdek, kvant holatini teleportatsiya qilish har qanday masofaga nazariy jihatdan mumkin. Faqat nazariy jihatdan, chunki u hali to'liq o'rganilmagan, ammo zarrachani 500 kilometrdan ortiq masofaga siljitish haqiqati buni isbotlashi mumkin. Bundan tashqari, ma'lumotning eng murakkab birligi eng kichik kubit (ya'ni, superpozitsiyadagi taniqli "bit") ekanligini ham bilamiz.
Shunga qaramay, kuzatish paytida ehtimollik to'lqinining qulashi tufayli biz hozirgacha 0 yoki 1 holatiga teleportatsiya qilishga muvaffaq bo'ldik va boshqa hech narsa yo'q. Bir muncha vaqt oldin ikkita mustaqil olimlar jamoasi bir vaqtning o'zida uchta davlatning superpozitsiyasini yuborishga muvaffaq bo'lishdi, ular buni kesuvchi deb atashgan. Biroq, bu to'liq muvaffaqiyatli bo'lmadi, ammo urinishning o'zi olimlar teleportatsiyani unutmaganliklarini yaxshi ko'rsatmoqda. Bu biz uchun nimani anglatadi? Bir so'z bilan aytganda, bu biz juda sekin, lekin baribir kuchni oshirayotganimizni anglatadi, bu kelajakda ma'lumotning birinchi to'liq uzatilishiga olib kelishi mumkin.
2019 yil oxirida vaziyat yanada qiziqarli bo'ldi. Tsyurixlik olimlar jamoasi teleport qilishga muvaffaq bo'ldi ma'lumotlar kvanti. Bir soniyada mustaqil ishlaydigan kompyuter tizimlari o'rtasida 10000 XNUMX kvant bit (qubit) uzatildi. Ular uch mikron o'lchamdagi elektronikaga ega kompyuter chipini qurishdi. Ikkisi uzatuvchi, uchinchisi esa qabul qiluvchi edi. Mutlaq nolga yaqin haroratlarda chigallangan elektronlar transmitterga yuborilgan ma'lumotlar qabul qiluvchida ham paydo bo'lishini anglatadi, ya'ni kvant fizikasi tamoyillariga ko'ra. Va nima uchun biz faqat ma'lumotlarni uzatish emas, balki teleportatsiya haqida gapiramiz? Xo'sh, chunki tizimlar o'rtasida sim yoki boshqa belgilangan yo'l yo'q edi.
O'ylaymanki, yuqorida muhokama qilingan barcha masalalar voqealarning pessimistik versiyasini yaratadi va bu o'z navbatida sizning mavzuga bo'lgan ishtiyoqingizni aks ettiradi. Ammo vahima va teleportatsiya mavzusiga qiziqishni yo'qotish vaqti emas. Ilm bir joyda turmaydi. Kvant zarralari holatini teleportatsiya qilish bo'yicha tadqiqotlar rivojlanishi bilan, nihoyat, kvant kompyuterlari ko'rinishidagi uskunalar paydo bo'la boshladi. "Buning bizning mavzuimizga qanday aloqasi bor?" - deb so'rayapsiz. Xo'sh, ularning yordami bilan biz alohida kvant kanalini yaratishga erishmoqchimiz. Buning yordamida ma'lumotni hozirgidek optik tolalar yordamida yuborish o'rniga teleportatsiya qilish mumkin bo'ladi (albatta, biz kvant zarralari haqida emas, balki "an'anaviy taqsimlash haqida gapiramiz)" . Ha - bu "tanga jo'natuvchi" ning qabul qiluvchi tangadagi muomalasi natijasiga ta'sirining taxminiy usuli.
Agar kvant kompyuterini oddiy ish stoli kompyuter bilan taqqoslab bo'lmasligini tushunsangiz, bunday kompyuterlarning ishini tasvirlash qiziq. Bularning barchasi cho'g'lanma chiroq shunchaki "kuchliroq sham" degani bilan bir xil. Bular bir-biriga o'xshamaydigan mutlaqo boshqa texnologiyalardir. Zamonaviy kompyuterlar ikkilik tizimdagi ikkita holat (0 va 1) bilan ishlaganidek, kvant kompyuterlari ham superpozitsiyadagi holatlar bilan ishlashi mumkin. Masalan, ular bir vaqtning o'zida 60% nol va 40% bitta bo'lishi mumkin. Bu murakkab tuyuladi, shuning uchun boshqa misolga o'tamiz.
Biz kompyuter bilan "orqa yoki teskari" o'ynaymiz (men bu kvant holatlarini tushuntirishda olimlarning sevimli namunasi ekanligini aytib o'tganman). Old tomoni sukut bo'yicha stolda. Birinchi turda kompyuter tangani ag'darishi yoki o'zgarishsiz qoldirishi mumkin, ammo biz yakuniy qarorning natijasini bilmaymiz. Keyin biz ham xuddi shunday imkoniyatga ega bo'lamiz va kompyuter ham natijani bilmaydi. Bir necha turdan so'ng tanganing holati tekshiriladi. Agar old tomoni o'zgargan bo'lsa, kompyuter yutadi, aks holda biz yutamiz. Bu bizga g'alaba qozonish uchun aniq 50% imkoniyat beradi.
Agar biz kvant kompyuteri bilan bir xil o'yinni o'ynasak, kompyuter asosan 100% g'alaba qozonish imkoniyatiga ega bo'ladi (tadqiqotda u 97 dan ortiq turli o'yinlarda 300% g'alaba qozongan, qolgan 3% ehtimol ... tizim xatosi tufayli). Lekin bu qanday mumkin? Tasavvur qiling-a, kompyuter har bir turda o'zining superpozitsiyasini saqlab qoladi, chunki uni hech qanday kuzatuvchi ko'rmaydi (atrof-muhitdan hech kim, shu jumladan biz ham). Shu bilan birga, mashina 30% old tomoni foydasiga va 70% hozirgi holatdan chiqish foydasiga qaror qiladi, keyingi bosqichda u boshqasini tanlaydi. Lekin eng muhimi, kvant kompyuteri har doim ikki xil holatni tanlaydi (biz faqat bittasini tanlaganimizda). O'yinning eng oxirida, natija aniqlanganda, ehtimollik to'lqini buziladi va ... u g'alaba qozonadi.
Kvant kompyuteri bizni aldayaptimi? Yo'q! Tushunish qiyinligini bilaman, lekin tasavvur qiling-a, bu bir necha tur davomida kompyuter bir piyola ichiga turli nisbatda ikki xil sharbat quyib, eng oxirida aralashmaning ikkala komponentini ajratib, tom ma'noda ehtimollikni "engib o'tadi" va har doim shunday qiladi. to'g'ri tanlov. Bunga ishonish qiyin, lekin amalda aynan shunday bo'ladi.
Noma'lum hodisa, ammo bu kvant fizikasining kuchini yaxshi tasvirlaydi. Kvant molekulalari darajasida bunday kompyuter, masalan, yangi dori-darmonlarni ishlab chiqishda ancha yaxshi bo'lar edi. Bu, albatta, pandemiya sharoitida va boshqa kasalliklarni yengib o‘tishda bizga qo‘l keladi. Ammo eng muhimi, bunday kompyuter teleportatsiya axborot texnologiyalarini rivojlantirishda foydali bo'ladi. Va bu arzimas so'zlar emas! Dunyoda kvant kompyuterlari ko'p bo'lganda, ularning har birining kvant molekulalari bir-biri bilan aralashib (juftlasha) oladi. Keyin ulardan birining xossasini o'zgartirsak, juftlashgan molekulaning holatini ham o'zgartiramiz. Nihoyat, ma'lumotni yuborish mumkin bo'ladi, chunki u yuborilgandan so'ng darhol dastlabki va yakuniy holatni aniqlash mumkin. Har holda, Google kvant superkompyuterining yutuqlarini eslaylik. 200 soniya ichida u eng tezkor "oddiy" superkompyuterning 10 yillik ishlashini talab qiladigan hisob-kitoblarni amalga oshirdi. Shunday qilib, siz uning ulkan salohiyati va kuchini ko'rishingiz mumkin.
Shunday qilib, biz xayolimizga ham keltirmagan mutlaqo yangi uzatish kanali yaratiladi. Xuddi hozir optik tolali yoki radiokanal kabi. Va yuqorida aytib o'tilganidek, kvant holatining teleportatsiya masofasiga nazariy jihatdan hech qanday cheklov yo'qligi sababli, biz bir zumda boshqa sayyoralar bilan ham aloqa qilishimiz mumkin. Va juda xavfsiz tarzda. Teleportatsiya tufayli ma'lumotni "tutib olish" hatto nazariy jihatdan imkonsiz bo'lar edi. Boshqa tomondan, agar teleportatsiya mumkin bo'lsa, aqlli odam buni qilishning yo'lini topadi. Ehtimol, biz hali ko'p narsani bilmaymiz va shuning uchun unchalik homo sapiens emasmiz ...
Va endi biz teleportatsiya rivojlanishining hozirgi va kelajakdagi holati haqidagi suhbatning oxiriga yetdik. Shuni tan olish kerakki, kelajakdagi rejalar ancha qiziqarli ko'rinadi, ayniqsa ularning hammasi ham siz o'ylaganchalik uzoq emas. Shuni ham unutmaslik kerakki, biz kelajak aslida qanday bo'lishini oldindan aytib bo'lmaydi. Zamonaviy dunyo isbotladiki, ba'zida 30 yil oldin xayoldek tuyulgan narsa bugun haqiqatga aylanadi. Barcha tezislar (ayniqsa, insonning teleportatsiyasi bilan bog'liq bo'lganlar) mavjud ma'lumotlarga va tadqiqot rivojlanishining prognozlariga asoslanadi. Shu sababli, kvant hisoblash texnologiyasi tez orada yanada qulayroq va tushunarli bo'lishiga umid qilamiz. Va, albatta, biz bu inqilob hayotimiz davomida sodir bo'lishini xohlaymiz. Men, albatta, odam qanday qilib bir zumda Marsga yoki Alpha Centauriga ko'chib o'tishini ko'rishni xohlayman. Orzular, orzular, orzular ...
Shuningdek o'qing: