A është shkencërisht i mundur teleportimi? A do të jemi së shpejti në gjendje të udhëtojmë nëpër botë pothuajse menjëherë? Sot do të përpiqemi të tregojmë se çfarë është e re në këtë fushë.
Teleportimi ka qenë një ëndërr njerëzore që nga fillimi i botës. Një person dëshiron të lëvizë menjëherë në hapësirë, të udhëtojë, pa humbur kohë në udhëtime të lodhshme në distanca të gjata. Kjo temë ka qenë prej kohësh e pranishme në shumë vepra të kulturës pop, por ende është objekt studimi. Edhe pse, në vitin 2004, madje ishte regjistruar patentë mbi “sistemin e teleportimit të gjithë trupit”, tashmë ka sukseset e para në kërkimin e teleportimit, por ato dëshmojnë se nuk do të jetë aspak ajo që presim nga kjo teknologji.
Pse tema e teleportimit ngjall kaq shumë imagjinatën e njerëzimit? Nëse do të bënim një listë të teknologjive më të dëshiruara në botë, teleportimi do të ishte në krye. Vetëm mendoni se sa probleme do të zgjidhnim nëse do të mund të lëviznim menjëherë midis vendeve të ndryshme. Fatkeqësisht, ka shumë indikacione se teleportimi në formën që do të donim të shihnim, të paktën tani për tani, është përtej mundësive tona. Megjithatë, kjo nuk do të thotë se teleportimi nuk është fare i mundur. Ajo thjesht duket ndryshe nga sa e imagjinojmë ne.
Nuk mund të flitet për teleportim pa një hyrje të shkurtër në bazat e fizikës kuantike. Dhe kjo, nga ana tjetër, mund të dekurajojë shumë njerëz që të lexojnë më tej artikullin. Por më besoni, ne nuk do të thellohemi shumë në ato lagje të varfëra, por do të përpiqemi të shpjegojmë sipërfaqësisht, me fjalë të thjeshta dhe me shembuj të qartë, parimin e teleportimit. Le të përpiqemi të shpjegojmë se si mund të funksionojë tani. Por pse them saktësisht "si funksionon tani"? A po ndodh tashmë kjo? Po, zonja dhe zotërinj, hapat e parë seriozë tashmë janë hedhur. Sidoqoftë, shkencëtarët arritën të teleportonin jo një person, pajisje ose materiale, por informacion. A arritëm t'ju intrigojmë? Lexoni për të njëjtën gjë.
Përparimet në kërkimin e teleportimit
Të gjithë e dinë se çfarë është teleportimi, por jo të gjithë e dinë që tashmë janë ndërmarrë disa hapa në zhvillimin e tij. Dhe ka kohë që Ajnshtajni është marrë me këtë çështje. Shkencëtarët kanë zbuluar tashmë se gjithçka fillon në nivelin e mikroshkallës, domethënë në nivelin e grimcave kuantike. Kur këto grimca kuantike filluan të studioheshin, u vu re sjellja e tyre e çuditshme. Vetë procesi i ndërveprimit të tyre ishte krejtësisht i ndryshëm nga çdo gjë që mund të shihet me sy të lirë në një shkallë makro. Doli që kuantike grimcat mund të jenë në dy vende njëherësh. Shkencëtarët e quajnë këtë parimi i mbivendosjes. Sidoqoftë, mbivendosja ndodh vetëm kur grimcat nuk ndërveprojnë me njëra-tjetrën, domethënë, asgjë nuk u ndodh atyre. Kur ata janë në qetësi, ne po flasim për të ashtuquajturin kolaps të valës së probabilitetit. E kuptoj që shumë prej jush e kanë të vështirë t'i kuptojnë të gjitha këto. Mënyra më e lehtë për të ilustruar këtë gjendje është me ndihmën e bitave të kompjuterit. Siç e dini, ata punojnë në sistemin binar, domethënë mund të jenë zero ose një. Dhe kubitët (bitët kuantikë) mund të jenë edhe "zero" dhe "një" në të njëjtën kohë - derisa vala e probabilitetit të shembet.
Ajnshtajni arriti të zbulonte atë që ai e quajti "ndërveprimi fantazmë në distancë". Gjatë hulumtimit të tij, doli se grimcat e zakonshme mund të ndërthuren në nivelin kuantik. Pa hyrë në detaje, do të them se dy grimca të tilla mund të bashkohen, megjithëse ato kanë veti të ndryshme (për shembull, momenti). Dhe tani gjëja më interesante është se pas çiftëzimit, vetitë e njërës prej tyre ndryshojnë, duke ndryshuar njëkohësisht vetitë e grimcës tjetër. Pavarësisht distancës që janë! Dhe kjo është pikërisht ajo që teleportimi funksionon sot. Nëse përpiqeni ta përshkruani me fjalë të thjeshta, sigurisht, sepse sa më tej në pyll...
Në laboratorë, shkencëtarët arritën të transferojnë gjendjen e një grimce nga pika A në pikën B, por me këtë nuk transmetohet asnjë informacion specifik për këtë grimcë. Pse? Problemi kryesor është se, bazuar në gjendjen aktuale të kërkimit, të dyja palët nuk mund ta përcaktojnë këtë informacion fillestar, domethënë shkencëtarët nuk mund të përcaktojnë se çfarë erdhi më parë dhe çfarë erdhi më pas. Pothuajse si pula dhe veza. Në këtë fazë, vlen të theksohen këto koncepte. Doli që informacioni është diçka shumë më e ndërlikuar sesa sjellja e vetë grimcave.
Dhe ky është kufizimi kryesor në zhvillimin e teknologjisë së teleportimit, e cila në të njëjtën kohë hedh dritë mbi atë që mund të arrihet në të ardhmen, dhe çfarë ndoshta nuk mund të arrihet. Le të përmbledhim. Aktualisht, ne jemi në gjendje të "çiftojmë" grimcat me njëra-tjetrën në nivelin kuantik. Ne mund të transferojmë gjendjen e grimcave nga pika A në pikën B, por nuk transferojmë informacionin e nevojshëm. Ne nuk kemi aftësitë teknologjike për të zhvilluar një kanal të veçantë që do ta transmetonte këtë informacion me shpejtësinë e dritës. Në Tokë, ne transmetojmë informacion përmes kanaleve të radios ose fibrave optike, por ky është një nivel krejtësisht i ndryshëm.
Lexoni gjithashtu: Rreth kompjuterëve kuantikë me fjalë të thjeshta
Mashtrimi i monedhës
Pra, pse nuk e teleportojmë informacionin në një shkallë të gjerë kur duket se e kemi zotëruar teknologjinë? Epo, jo gjithçka është aq e thjeshtë sa mund të duket. Ne nuk kontrollojmë plotësisht se me çfarë gjendje kuantike (dhe rrjedhimisht rezultati i teleportimit) përfundojmë. Për të shpjeguar këtë, shkencëtarët përdorin shembullin e një monedhe.
Kemi dy monedha të ngatërruara në dimensionin kuantik. Secila mund të ketë një nga dy gjendjet - anasjelltas ose anasjelltas, njëra shkon te dërguesi, tjetra te marrësi. Pas ngatërrimit, nëse i pari tregon anën e përparme, i dyti gjithashtu duhet të tregojë nga ana e përparme. Për fat ose për fat të keq, kjo është pak a shumë se si funksionon në fizikën kuantike. Duke e ditur këtë, dërguesi fillon të rrotullojë monedhën e parë dhe në të njëjtën kohë monedha rrotullohet tek ai të cilit i është dërguar. Ndërsa monedha po rrotullohet, askush nuk e di rezultatin. As dërguesi dhe as marrësi. Derisa monedha e dërguesit të ndalojë, ai nuk e di se çfarë informacioni po i dërgon në të vërtetë marrësit. Me pak fjalë, ne dërgojmë "diçka", por nuk e dimë vërtet se çfarë. Derisa të dërgohet, informacioni mbetet në mbivendosje.
Ky kufizim e bën të pamundur dërgimin e informacionit specifik në këtë fazë të zhvillimit, sepse dërguesi nuk mund të përcaktojë nëse ne do të marrim atë që ai synonte të dërgonte. Pra, nuk ka asnjë kanal transmetimi që kontrollon informacionin nga të dyja anët. Kompjuterët kuantikë mund të na ndihmojnë këtu, por ata sapo po shfaqen dhe deri më tani janë mjaft primitivë. Sot do të flasim për to.
Lexoni gjithashtu: Blockchains e së nesërmes: E ardhmja e industrisë së kriptomonedhave me fjalë të thjeshta
A është i mundur teleportimi njerëzor?
Këtu kemi ardhur te pyetja më e rëndësishme për shumë njerëz. Pra, a mund të mendojmë edhe për teleportimin e njerëzve apo organizmave të tjerë bazuar në realitetin e sotëm? Epo, ndoshta nuk ka asnjë person të vetëm në Tokë që do të ishte në gjendje t'i përgjigjej kësaj pyetjeje pa mëdyshje. Megjithatë, duke parë drejtimin e zhvillimit, unë personalisht mendoj se duhet harruar tani për tani. Pse?
Vini re se kur flasim për teleportim, ne gjithmonë flasim për transferimin e gjendjes së grimcave. Prandaj, kjo grimcë duhet të jetë në një gjendje "të përcaktuar". Ndërkohë truri i njeriut ndryshon çdo mikrosekondë. Miliarda sinapse, elektrone, impulse - ky proces është pothuajse i pamundur të ndalet. Mund të duket se truri është një vend ku ruhen informacionet e marra nga mjedisi. Atëherë mund të jetë e mundur teleportimi i një personi me atë informacion, por sigurisht që nuk do të ishte i njëjti person me të njëjtin tru si kur u bë "lëvizja". Në fund të fundit, vetë shteti është një lloj rekord, dhe në rastin e qendrës sonë nervore, nuk ka as një "gjendje" fillestare. Përveç nëse po flasim për një psikik.
Sigurisht, këto janë vetëm supozime dhe supozime, sepse për momentin askush nuk mund të parashikojë qartë se çfarë do të sjellë e ardhmja. Megjithatë, drejtimi aktual i kërkimit dhe zhvillimit të teknologjive të teleportimit na bën të kuptojmë se do të shkojmë në një drejtim tjetër.
A është e lidhur e ardhmja e teleportimit me kompjuterët kuantikë?
Pra, a ka të ardhme në teleportim dhe çfarë është ajo? Një tjetër përparim në këtë temë u bë në vitin 2019. Siç e kemi përmendur tashmë, teleportimi i gjendjes kuantike është teorikisht i mundur në çdo distancë. Vetëm teorikisht, pasi ende nuk është hetuar plotësisht, por vetë fakti i lëvizjes së një grimce në një distancë prej më shumë se 500 kilometrash mund ta vërtetojë këtë. Ne e dimë gjithashtu se njësia më komplekse e informacionit është kubiti më i vogël (dmth. "biti" i njohur në mbivendosje).
Pavarësisht kësaj, për shkak të rënies së valës së probabilitetit gjatë vëzhgimit, deri më tani kemi arritur të teleportojmë në gjendjen 0 ose 1, dhe asgjë tjetër. Pak kohë më parë, dy ekipe të pavarura shkencëtarësh arritën të dërgojnë një mbivendosje të tre gjendjeve në të njëjtën kohë, të cilat ata e quajtën prerës. Megjithatë, ajo nuk ishte plotësisht e suksesshme, por vetë përpjekja tregon mirë se shkencëtarët nuk e kanë harruar teleportimin. Çfarë do të thotë kjo për ne? Me pak fjalë, kjo do të thotë se ne jemi shumë ngadalë, por ende po rrisim fuqinë, gjë që në të ardhmen mund të çojë në transmetimin e parë të plotë të informacionit.
Në fund të vitit 2019, situata u bë edhe më interesante. Një ekip shkencëtarësh nga Cyrihu arriti të teleportojë sasia e të dhënave. 10000 bit kuantik (qubits) u transferuan midis sistemeve kompjuterike që funksionojnë në mënyrë të pavarur në një sekondë. Ata ndërtuan një çip kompjuteri me elektronikë në madhësi tre mikron. Dy ishin transmetuesit ndërsa i treti ishte marrësi. Elektronet e ngatërruara në temperatura afër zeros absolute nënkuptonin që të dhënat e dërguara në transmetues të shfaqeshin edhe në marrës, d.m.th., sipas parimeve të fizikës kuantike. Dhe pse po flasim për teleportim dhe jo vetëm për transferim të të dhënave? Epo, sepse nuk kishte tel ose rrugë tjetër të caktuar midis sistemeve.
Besoj se të gjitha çështjet e diskutuara më sipër krijojnë një version mjaft pesimist të ngjarjeve, i cili nga ana tjetër do të pasqyrojë entuziazmin tuaj për këtë temë. Por nuk është koha për panik dhe për të humbur interesin për temën e teleportimit. Shkenca nuk qëndron ende. Me zhvillimin e kërkimit mbi teleportimin e gjendjes së grimcave kuantike, më në fund filluan të shfaqen pajisjet në formën e kompjuterëve kuantikë. "Ç'lidhje ka kjo me temën tonë?" - ju pyesni. Epo, me ndihmën e tyre, ne duam të arrijmë krijimin e një kanali kuantik të veçantë. Falë kësaj do të mundësohet teleportimi i informacionit, në vend që të dërgohet, siç është tani, ndër të tjera me ndihmën e fibrave optike (natyrisht, bëhet fjalë për "shpërndarjen tradicionale", jo për grimcat kuantike) . Po - kjo është një mënyrë e ndikimit të supozuar të "dërguesit të monedhës" në rezultatin e qarkullimit të saj në monedhën e marrësit.
Puna e kompjuterëve të tillë është interesante për t'u përshkruar, nëse kuptoni se një kompjuter kuantik nuk mund të krahasohet me një kompjuter të zakonshëm desktop. Kjo është e njëjtë sikur të thuash se një llambë inkandeshente është thjesht një "qiri më i fortë". Këto janë teknologji krejtësisht të ndryshme që nuk janë as të ngjashme me njëra-tjetrën. Dhe ashtu si kompjuterët modernë punojnë me dy gjendje në sistemin binar (0 dhe 1), kompjuterët kuantikë mund të punojnë me gjendje që janë në mbivendosje. Kështu, për shembull, ato mund të jenë 60% zero dhe 40% një në të njëjtën kohë. Kjo tingëllon e ndërlikuar, kështu që le të kalojmë në një shembull tjetër.
Ne luajmë "të kundërt ose të kundërt" me kompjuterin (e përmenda tashmë se ky është një shembull i preferuar i shkencëtarëve kur shpjegojnë gjendjet kuantike). Ana e përparme është në tryezë si parazgjedhje. Në raundin e parë, kompjuteri mund ta kthejë monedhën ose ta lërë të pandryshuar, por ne nuk e dimë rezultatin e vendimit përfundimtar. Pastaj kemi të njëjtën mundësi dhe as kompjuteri nuk e di rezultatin. Pas disa rrotullimesh, kontrollohet gjendja e monedhës. Nëse pjesa e përparme ka ndryshuar, kompjuteri fiton, përndryshe ne fitojmë. Kjo na jep saktësisht 50% mundësi për të fituar.
Nëse luajmë të njëjtën lojë me një kompjuter kuantik, kompjuteri në thelb do të ketë një shans 100% për të fituar (në një studim ai fitoi 97% në mbi 300 lojëra të ndryshme, 3% e mbetur është ndoshta… për shkak të gabimit të sistemit). Por si është e mundur kjo? Imagjinoni që çdo rreth kompjuteri të mbajë mbivendosjen e tij, sepse nuk shihet nga asnjë vëzhgues (askush nga mjedisi, përfshirë ne). Në të njëjtën kohë, makina vendos 30% në favor të kundërt dhe 70% në favor të largimit nga gjendja aktuale, në raundin tjetër zgjedh një tjetër. Por gjëja më e rëndësishme është se një kompjuter kuantik zgjedh gjithmonë dy gjendje të ndryshme (kur zgjedhim vetëm një). Në fund të lojës, kur rezultati zbulohet, vala e probabilitetit prishet dhe… ai fiton.
A po na mashtron kompjuteri kuantik? Jo! E di që është e vështirë për t'u kuptuar, por imagjinoni që gjatë këtyre disa raundeve, kompjuteri derdh dy lëngje të ndryshme në një tas në përmasa të ndryshme dhe në fund ndan të dy përbërësit e përzierjes, fjalë për fjalë "kapërcen" probabilitetin dhe gjithmonë bën zgjedhja e duhur. Është e vështirë të besohet, por në praktikë kjo është pikërisht ajo që ndodh.
Një fenomen i paqartë, por është një ilustrim i mirë i fuqisë së fizikës kuantike. Në nivelin e molekulave kuantike, një kompjuter i tillë do të ishte shumë më i mirë në zhvillimin, për shembull, ilaçe të reja. Sigurisht që do të na vinte në ndihmë në kushtet e një pandemie dhe për të kapërcyer sëmundje të tjera. Por gjëja më e rëndësishme është se një kompjuter i tillë do të jetë i dobishëm në zhvillimin e teknologjive të informacionit të teleportimit. Dhe këto nuk janë fjalë të parëndësishme! Kur do të ketë shumë kompjuterë kuantikë në botë, molekulat kuantike të secilit prej tyre do të jenë në gjendje të përzihen (çiftohen) me njëra-tjetrën. Pastaj, nëse i ndryshojmë vetinë e njërit prej tyre, do të ndryshojmë edhe gjendjen e molekulës së çiftuar. Më në fund do të mundësohet dërgimi i informacionit, sepse menjëherë pas dërgimit të tij mund të përcaktohet gjendja fillestare dhe përfundimtare. Në çdo rast, le të kujtojmë arritjet e superkompjuterit kuantik të Google. Në 200 sekonda ai bëri llogaritë që do të kërkonin... 10 vite funksionim të superkompjuterit më të shpejtë “normal”. Kështu që ju mund të shihni potencialin dhe fuqinë e madhe që mbart.
Kështu do të krijohej një kanal krejtësisht i ri transmetimi, të cilin as që e kishim ëndërruar. Ashtu si një fibër optike ose një kanal radio tani. Dhe meqenëse, siç u përmend tashmë, nuk ka teorikisht asnjë kufizim në distancën e teleportimit të gjendjes kuantike, ne gjithashtu do të jemi në gjendje të komunikojmë me planetë të tjerë në një çast. Dhe në një mënyrë jashtëzakonisht të sigurt. Falë teleportimit, do të ishte edhe teorikisht e pamundur "kapja" e informacionit. Nga ana tjetër, nëse teleportimi do të bëhej i mundur, një person inteligjent do të gjente një mënyrë për ta bërë atë. Ndoshta ne nuk dimë ende kaq shumë dhe për këtë arsye nuk jemi plotësisht homo sapiens...
Dhe tani kemi arritur në fund të bisedës për gjendjen aktuale dhe të ardhshme të zhvillimit të teleportimit. Duhet pranuar se planet e ardhshme duken shumë më interesante, veçanërisht pasi jo të gjitha janë aq larg sa mund të mendoni. Duhet mbajtur mend gjithashtu se ne nuk mund të parashikojmë se si do të jetë në të vërtetë e ardhmja. Bota moderne ka vërtetuar se ndonjëherë ajo që dukej si një fantazi 30 vjet më parë bëhet realitet sot. Të gjitha tezat (veçanërisht ato që lidhen me teleportimin njerëzor) bazohen në informacionin e disponueshëm dhe parashikimet e zhvillimit të kërkimit. Prandaj, shpresojmë që teknologjia e llogaritjes kuantike së shpejti do të bëhet më e aksesueshme dhe e kuptueshme. Dhe, sigurisht, ne duam që ky revolucion të ndodhë gjatë jetës sonë. Unë me të vërtetë dua të shoh se si një person mund të lëvizë menjëherë në Mars ose Alpha Centauri. Ëndrrat, ëndrrat, ëndrrat...
Lexoni gjithashtu: