Телепортация

[Galina]

ТЕЛЕПОРТАЦИЯ


Научно-популярный журнал LiveScience в последнем номере опубликует статью о таком недостижимом в наши дни фантастическом феномене, как телепортация. Мгновенное перемещение объектов из одной точки пространства в другую пока недостижимо, по крайней мере в случае с объектами макромира, но в в микромире на уровне молекул и атомов дела обстоят несколько иначе.

Ученые из Объединенного института квантовых исследований при Университете Мэриленда впервые смогли перенести информацию из одного атома в другой, при том что между атомами было расстояние около метра.

По словам одного из участников опыта Кристофера Монро, телепортация - это одна из наиболее захватывающих и загадочных форм перемещения. Квантовая информация, такая как спин (вращение) электронов или поляризация фотонов передается из одной части пространства в другую, минуя расстояние без его физического преодоления.

До сих пор телепортация в самом примитивном понимании этого понятия была доказана на примере с фотонами света, однако фотоны в известном смысле можно рассматривать как один из видов электромагнитной радиации, поэтому отнести фотоны к объектам физического мира можно лишь с долей условности. Кроме того, ранее ученым так и не удалось удаленно передать какую-либо квантовую (световую) информацию на расстояние.

Теперь передача квантовых данных на расстоянии стала возможна. Хоть в макромире расстояние в 1 метр совсем невелико, для объектов, соразмерных атомам, 1 метр - это целая Вселенная. В публикации LiveScience отмечается, что группам ученых из Университетов Мэриленда и Мичигана удалось телепортировать квантовое состояние напрямую от одного атома другому. Специалисты говорят, что их достижение было необходимым условием для работы будущих квантовых компьютеров, потому что там будет требоваться удаленная передача световых данных, причем приемные узлы в квантовых системах будут работать одновременно как на примем, так и на отправку данных.

Специалисты говорят, что используя их разработку атомной передачи информации можно гарантировать успех телепортации данных с вероятностью 90%. Однако этот показатель вполне можно улучшить. "Наша система позволяет реализовать устройства, которые можно будет назвать большими "квантовыми репитерами". Такие устройства смогут передавать данные по квантовым сетям на большие дистанции. Более того, наши методы можно использовать в тандеме с операциями над квантовыми битами - ключевыми компонентами для работы квантовых компьютеров", - рассказывает Монро.

Напомним, что сейчас физики разных стран разрабатывают практические реализации квантовых вычислительных систем, которые по своей вычислительной мощности в миллионы раз превзойдут современные компьютеры.

Что касается телепортации, то она работает из-за такого квантового явления как "возбужденность", происходящего только на атомном или субатомном уровне. Когда два объекта микромира переходят в возбужденное состояние, то их свойства уже неразрывно повторяют друг друга. Однако до сих пор для ученых был загадкой тот факт, что это состояние объекты могут наследовать друг от друга, иными словами один объект способен повторять точные свойства другого вне зависимости от того, какое расстояние их разделяет.
Команда физиков из Объединенного института квантовых исследований смогла увязать состояния двух атомов таким образом, чтобы информация, хранящаяся в одном была в точности воспроизведена или, говоря иначе, телепортирована в другом.

Практические опыты ученые провели на ионах иттербия с тем, чтобы информация, воплощенная в одном ионе, была воспроизведена в другом. Каждый из двух ионов был выделен в отдельную вакуумную ловушку, разделенную от другой электрическим полем. Далее ученые зафиксировали низкоэнергетические состояния обоих ионов, что можно сравнить с выключенным состоянием квантового бита или кубита.

Поясним: в традиционных компьютерах электронные биты всегда имеют лишь одно состояние: 1 или 0, которое реализуется через высокое и низкое напряжение соответственно, однако квантовые биты могут быть в двух состояниях одновременно. Это эффект в научном мире получил название "Суперпозиция". Именно подобная двойственность состояния и дает квантовым компьютерам их гигантскую вычислительную силу.

На стадии старта эксперимента два иона были переведены в низкое состояние, затем первый из ионов подвергся микроволновому всплеску, что перевело его в состояние суперпозиции. После этого ученые при помощи лазерного луча, период излучения которого не превышал 1 пикосекуны (одной триллионной доли секунды) сообщили второму иону, что первый перешел в суперпозицию. Излучение лазера было настолько мало, что фактически оно было сведено к единичному фотону, просто несущему информацию, однако даже этого было достаточно для получения суперпозиции и во втором случае.

К удивлению специалистов, данный эффект работал и в обратном направлении, когда ион нужно было "выключить". Более того, физики из Мичигана говорят, что они проводили опыты по передаче при помощи разных типов лазера с разной длиной волны и результат был неизменным - телепортация сохранялась.

LiveScience

[Galina]

Ученые доказали реальность телепортации!

http://s46.radikal.ru/i113/0903/57/ce6817d13b0a.jpg (http://www.radikal.ru)

Многим наверное известно значение слова телепортация - мгновенный перенос материальных предметов одной точки в другую без видимого применения или участия физическ силы. Убежденность, что такое явление возможно и реально существует в природе, издавна считалась уделом всякого рода мистиков, а наука до недавнего времени игнорировала эту идею.

В последние годы о телепортации стали вполголоса поговаривать и в научном мире, прежде всего в среде физиков-ядерщиков, и то лишь в связи с бесконечно малыми частив ми материи, которые можно рассматривать как нематериальные и noэтому не являющимися барьером для мгновенного перемещения столь микроскопического масштаба.

Имеются и свидетельства о крупномасштабных мгновенных перемещениях, происходящих как в природе, так и в лабораторных условиях. Из старинных испанских источников известно, что 25 октября 1593 года в испанском городе Мехико неожиданно появился солдат, чей полк, как оказалось, был расквартирован на Филиппинах, в девяти тысячах миль от Мексики. Солдат был схвачен и предан суду инквизиции. На суде он noказал, что за несколко мгновений до своего появления в Мехико он нёс караульную службу при дворце губернатора Филиппин в Маниле, который на его глазах только что был предательски убит. Как он сам появился в Мехико, солдат понятия не имел. Через несколько месяцев люди, прибывшие на корабле с Филиппин, подтвердили известие о гибели губернатора и другие детали рассказа солдата. Средневековые источники сохранили и довольно странный pacсказ о преподобной Марии из Агреды. Между 1620 и 1631 годами эта монахиня, «физически» никогда не покидавшая своего монастыря, тем не менее с помощью телепортации совершила более пятисот путешествий в Америку, где сумела даже обратить в христианство индейцев племени юма в Нью-Мексико. В 1622 году отец Алонсоде Бенавидес в письме папе Урбану Ш просил объяснить, кто до него успел обратить индейцев юма в христианскую веру. Сами индейцы заявили, что переходу в христианство они обязаны «женщине в голубом» - европейской монахине, оставившей им кресты, четки и потир, которым они пользовались, когда служили мессу. Потом было установлено, что этот потир принадлежал монастырю в Агреде. Позднее, в 1630 году, де Бенавидес посетил Марию в монастыре в Агреде и подробно расспросил ее о визитах к индейцам юма. Рассказы Марии полностью совпали с тем, что миссионер видел у индейцев. Мария даже сумела детально описать обычаи и одежду индейцев. Комментируя «Житие преподобной Марии из Агреды», исследователь Джеймс Каррико делает следующий вывод: «То, что сестра Мария действительно многократно посещала Америку, подтверждают документы испанских конкистадоров, французских исследователей и абсолютно идентичные рассказы различных индейских племен, живущих на расстоянии многих тысяч миль друг от друга». В любой фундаментальной книге по истории юго-западной части США можно найти упоминание об этом беспрецедентном явлении.

Далеко не всегда современники событий, подобных описанным выше, воспринимали их как чудо, данное свыше. Еще в античности многие смеялись над легендами о сверхбыстром перемещении людей и предметов, а в средние века церковь призывала не верить россказням ненормальных мужчин и женщин о том, что те во плоти носятся по воздуху. «Епископальный канон» Х века так объяснял истоки подобных верований: «С кем же, конечно, не бывает, что в ночных грезах он будто покидает самого себя, и кто во сне не видывал того, чего не приходилось никогда видеть наяву. Но кто же может быть столь глуп и тупоумен, чтобы все подобное, что происходит с духом, относить и к телесному существованию?»
Но оказывается, есть все основания полагать, что телепортация существует в животном мире и является неотъемлемой частью жизни североамериканских муравьев атта.

Матки атта - это гигантские женские особи, которые только едят и размножаются. Будучи еще небольшого размера, они улетают из своего родного муравейника-города, совокупляются, спускаются на землю, вкапываются в нее и основывают новый муравьиный город. Матка производит на свет рабочих муравьев, и те начинают ухаживать за ней, а она тем временем вырастает до чудовищных размеров и увеличивает производительность своего «конвейера яиц».

Для защиты матки рабочие муравьи сооружают «бетонную» камеру настолько прочную, что разрушить ее можно только с помощью лома, Камера полностью окружает матку, и только в самой нижней ее части имеется ряд небольших отверстий для входа и выхода подносчикоп пищи «акушерок», следящих за яйцами, желоб для яиц и канал для вывода экскрементов. Такая камера может достигать величины кокосового ореха.

Если добраться до камеры и осторожно срезать ее боковую часть, то можно наблюдать весь процесс жизнедеятельности муравьиной матки. А если на несколько минут закрыть камеру, а потом снова открыть ее, то матки... уже не окажется. Зато она появится в точно такой же камере в нескольких десятках метров от первой!

Многократно ставили один и тот же эксперимент: муравьиную матку метили краской из пульверизатора и закрывали камеру. Матка исчезала. А в новой камере, обнаруживаемой на большом удалении, находили ту же самую помеченную матку. Она великолепно себя чувствовала, принимала пищу и откладывала яйца.

Невозможно представить себе, что муравьи атта за короткое - не более часа, пусть даже нескольких часов (пока экспериментаторы ведут поиски второй камеры), - время успевают выкопать тоннель длиной несколько десятков метров, соорудить новую «бетонную камеру» и перетащить туда матку. По мнению известного исследователя загадок животного мира Айвена Сандерсона, результаты экспериментов свидетельствуют о том, что атта создали систему телепортации самых важных членов своего общества, срабатывающую в экстренных случаях.

Загадка муравьев атта пока не получила удовлетворительного разъяснения. Пока нет сколько-нибудь приемлемых доказательств феномена телепортации и еще никто не доказал, что опыты по телепортации можно воспроизвести - а именно это является основой научного доказательства любого явления. Однако если бы факт существования телепортации удалось доказать, то это перевернуло бы человеческую цивилизапию до самого основания. Но при этом жизнь человечества настолько изменилась бы, что, вероятно, пришлось бы накладывать ограничения на телепортацию.

Между тем ученые сумели передать на расстояние свойства отдельных частиц без физического контакта. Правда, результаты пока гораздо скромнее того, что умеют выделывать герои популярных романов, но ученые все равно своими достижениями довольны. Эксперимент они провели уникальный, результаты его опубликованы в последнем номере журнала Nature.

Собственно, суть опыта, поставленного физиками из Венского университета, заключается в том, что они телепортировали свойства частиц света на расстояние в 600 м - с одного берега Дуная на другой. Передача осуществлялась по канализационному каналу, проложенному под руслом реки – в нем проходит оптоволоконный кабель, соединяющий две лаборатории, первую из которых окрестили "Алисой", а другую - "Бобом". Во время эксперимента "Алиса" передала три разных квантовых состояния фотонов, а "Боб" сумел их воспроизвести.

Дело в том, что телепортация как мгновенное перемещение объектов на расстояние существует только на страницах фантастических книг, а в научном языке этим термином называют явление, когда частицы передают друг другу основные свойства, или квантовые состояния, без физического контакта. Для осуществления телепортации фотонов используется принцип связанности, или "запутанности", когда две находящиеся рядом частицы сохраняют идентичные свойства даже после разъединения. При этом весь процесс не происходит мгновенно, поскольку ограничен скоростью света.

"Для нас было очень интересно узнать, можем ли мы это сделать за пределами лаборатории - в условиях, которые сегодня используются для прокладки оптоволоконных линий, - заявил один авторов эксперимента, сотрудник университета Руперт Урсин. - Это очень важно, когда речь идет о вложении денег в квантовую коммуникацию". По словам Урсина, следующим шагом к созданию международной квантовой связи должна стать телепортация квантовых состояний с помощью спутника.

Напомним, что ранее другой ученый - Николас Гисин из Женевского университета - удачно телепортировал квантовые состояния по двухкилометровому кабелю. Однако реальное расстояние между двумя лабораториями тогда составляло лишь 55 метров.

[Galina]

Телепортация возможна! Пока на один метр


В США исследовательской группе Объединенного квантового института совместно с коллегами из университета Мичигана удалось впервые осуществить непосредственную передачу квантовых характеристик от одного атома другому на дистанцию 1 метр — так называемую телепортацию.

Феномен телепортации предполагает передачу информации о квантовых характеристиках (обладающих, с текущей точки зрения, «идеальными» свойствами) одного микрообъекта другому.

Поскольку считается, что квантовые характеристики объекта исчерпывающе описывают его, а сами микрообъекты обладают свойством тождественной неразличимости, телепортация должна позволить «клонировать» микрообъекты, создавая их идентичные, но удалённые копии.

Ранее была показана возможность телепортации фотонов на значительные расстояния, а также передачи квантовых характеристик от атома к атому (на сверхмалых расстояниях), а также между фотонами и ансамблями атомов.

Учёным из университетов Мэриленда и Мичигана удалось впервые, при помощи разработанного ими специального протокола, осуществить непосредственную (минуя промежуточного посредника) передачу квантовых характеристик между атомами, удалёнными на сверхбольшое (по «атомным» меркам) расстояние — 1 метр. При этом уже удалось достигнуть точности передачи информации, достигающей 90%, и, по мнению постановщиков эксперимента, этот показатель можно улучшить.

Работы по телепортации атомов имеют не только академический интерес. Они могут привести к созданию специфических «квантовых повторителей» для передачи информации о квантовых состояниях в протяжённых сетях.


По материалам информагентств подготовил Геннадий НИКОЛАЕВ, собкор «АН»