Фраза «Подними меня, Скотти» из культового сериала «Звездный путь» долгое время была символом недостижимой мечты о мгновенном перемещении. Однако современная наука, в частности квантовая физика, делает первые, но уверенные шаги к тому, чтобы эта фантастическая технология стала частью нашего будущего.
Исследования в этой области связаны с именами нобелевских лауреатов Алена Аспека, Джона Клаузера и Антона Цайлингера, которые углубили наше понимание квантовой механики. Ключом к потенциальной телепортации является феномен квантовой запутанности — удивительная связь между частицами, которая позволяет им мгновенно влиять друг на друга, независимо от расстояния.
Хотя телепортация макрообъектов, подобная показанной в кино, пока остается в области гипотез, на субатомном уровне этот процесс уже не является фантастикой. Это открывает захватывающие перспективы, пусть и на другом масштабе.
Принцип действия квантовой телепортации
В основе технологии лежит передача квантового состояния одной частицы (например, спина электрона или поляризации фотона) другой, удаленной частице. Для этого требуется пара «запутанных» частиц, которые выступают в роли канала связи. Информация о состоянии третьей частицы как бы «стирается» в исходной точке и «воссоздается» в точке назначения, что и является сутью телепортации.
Практические успехи уже есть: в 2019 году ученые продемонстрировали передачу квантовой информации между фотонами на отдельных компьютерных чипах. В 2020 году аналогичный прорыв был совершен с электронами. Эти эксперименты подтверждают, что процесс, который Альберт Эйнштейн когда-то скептически называл «жутким действием на расстоянии», является фундаментальным свойством нашей реальности.
Научный фундамент: от Эйнштейна до наших дней
Сам Эйнштейн, один из основателей квантовой теории, с большим сомнением относился к идее запутанности, так как она противоречила классическим представлениям о локальности. Однако его теоретические выкладки лишь подстегнули интерес к этой теме.
Решающий вклад внес физик Джон Стюарт Белл. В 1960-х годах он сформулировал свои знаменитые неравенства, которые позволили экспериментально проверить, является ли квантовая запутанность реальным явлением или же существуют какие-то скрытые параметры, объясняющие корреляции между частицами. Последующие опыты неоднократно нарушали неравенства Белла, что стало неопровержимым доказательством реальности квантовой запутанности и открыло дорогу для работы с телепортацией.
Обратите внимание: Возможности фрезеровки металлов.
Современные достижения и рекорды
Сегодня квантовая телепортация перестала быть чисто лабораторным курьезом. Яркий пример — китайский спутник «Мо-Цзы» (Micius), который в 2017 году успешно осуществил телепортацию фотонов между Землей и орбитой на рекордное расстояние более 1400 километров. В космическом вакууме, где меньше помех, это сделать проще, чем в земной атмосфере.
Наземные эксперименты тоже не стоят на месте. В 2022 году группа исследователей из Мюнхенского университета установила новый рекорд, телепортировав квантовое состояние по оптоволоконному кабелю на расстояние 33 километра. Это значительный шаг к созданию будущих квантовых сетей связи, которые будут защищены от взлома на фундаментальном уровне.
Таким образом, мы наблюдаем, как смелая научная фантастика постепенно превращается в инженерную задачу. Путь от телепортации фотона к телепортации сложного объекта невероятно долог, но первый и самый важный шаг — переход от теории к практике — уже сделан. Будущее, где «транспортеры» могут стать реальностью, теперь кажется не просто мечтой, а отдаленной, но достижимой технологической целью.
Больше интересных статей здесь: Технологии.
Источник статьи: Помните, как в «Звездном пути» можно было телепортироваться простой командой «Поднимай меня, Скотти».