Ну что ж. Продолжим развиваться всесторонне: не только информационно-технологически, но и физически. :)
Человечество придумало очень много интересных способностей, которые нам хотелось бы использовать уже сейчас, но всё не так просто, как нам показывают в фантастических фильмах. Предыдущим объектом нашей дискуссии была "Невидимость ". Теперь же коснёмся телепортации.
Телепортация, или способность мгновенно перемещать людей и предметы из одного места в другое может легко изменить направление развития цивилизации и вообще весь мир. Например, телепортация раз и навсегда изменила бы принципы ведения войны, сделала бы все средства передвижения ненужными и самое приятное: отпуска перестали бы быть проблемой. Ну кому не хочется иметь свой личный телепорт у себя дома? Наверное, именно по этой причине эта способность является самой желанной у человечества. Разумеется, эту мечту воплотить в реальность рано или поздно придётся именно физике. Ну так давайте посмотрим что у человечества уже есть в наше время?

Я бы хотел начать с цитаты известного учёного:

Прекрасно, что мы встретились с парадоксом. Теперь можно надеяться на продвижение вперёд. © Нильс Бор

Телепортация по Ньютону

Квантовая теория

Небольшое отклонение от темы: историки науки потратили немало усилий, пытаясь выяснить где был и чем занимался Шрёдингер, когда открыл своё знаменитое уравнение. Оказалось, что он был сторонником свободной любви и ездил на отдых часто со своими любовницами. Он даже вел подробный дневник, в который заносил всех своих любовниц и сложным шифром обозначал каждую встречу. Считается, что те выходные, когда было открыто уравнение, Шрёдингер провёл в Альпах, на вилле «Хервиг», с одной из своих подружек. Так что женщины иногда могут способствовать стимуляции умственной деятельности;)

Телепортация и квантовая теория

Телепортация без запутывания

Вывод

Довольно много комментариев на эту тему Вы можете найти .

P.S. Если Вы заметили какое-то наглое враньё в статье, то заранее прошу прощения, так как большинство идей, которые здесь описаны взяты из книжки. Поэтому спорить нужно не со мной, а с её автором. Благодарю.

Используемый материал: Митио Каку «Физика невозможного»

Вопрос . Ответьте, пожалуйста, на небольшой вопрос. Представьте, что у вас дома есть устройство, которое способно телепортировать вас в любое место нашей Галактики. Какие места Вы бы посетили в первую очередь? Я бы хотел побывать на планете «Марс» и в кабинете Сергея Брина: чайку бы с ним попить и по душам поговорить о дальнейшей судьбе человечества.

Перемещение в пространстве и времени было давней мечтой человека, и, похоже, у нее есть все шансы осуществиться. Последние исследования ученых подтвердили, что телепортация возможна. Не верите? Тогда убедитесь в этом, прочитав нашу статью.

Случаи телепортации людей в прошлом

У телепортационной теории существуют как сторонники, так и противники. Первые в качестве одного из доводов приводят случаи из истории, когда человек в мгновение ока перемещался на огромные расстояния.

Телепортация (греч. τήλε — «далеко» и лат. portare — «нести») — гипотетическое изменение координат объекта (перемещение), при котором траектория объекта не может быть описана математически непрерывной функцией времени. Термин введен в 1931 году американским писателем Чарльзом Фортом для описания странных исчезновений и появлений, паранормальных явлений, которые, по его мнению, имели что-то общее. Википедия

Первым человеком, якобы способным телепортироваться, был целитель Аполлоний Тианский, живший в Риме в I веке н. э. Говорят, он мог в течение нескольких секунд преодолевать расстояние между Римом и Эфесом. Об этой удивительной способности лекаря прознал император Домициан, который посчитал ее опасной и обвинил Аполлония Тианского в колдовстве. Когда лекаря должны были казнить, он исчез во вспышке света, после чего его видели в нескольких километрах от места казни.

Перемещение в пространстве фиксировали и в XVI веке. Тогда в Мехико появился солдат, рассказывавший о своем путешествии в Мексику с Филиппин, занявшем всего несколько минут. По словам этого человека, он потерял сознание, когда бунтовщики напали на резиденцию губернатора в Маниле, которую охранял служивый. Через считанные мгновения он пришел в себя, но уже в Мехико.

Ему вначале не поверили и сочли обычным дезертиром. Однако когда с Филиппин приплыл корабль, рассказ солдата подтвердился.

В XVII веке в Испании жила монахиня по имени Мария, которая в течение 11 лет телепортировалась в Америку не менее пятисот раз. Своим сестрам по вере она рассказала о путешествиях, в которых обращает в христианство местных аборигенов — индейцев племени юма.

Папа Урбан VIII не поверил этим рассказам и попросил испанского короля проверить достоверность рассказов монахини. Судно, пришедшее из Америки, привезло свидетельства самих индейцев, подтвердивших: к ним действительно неоднократно являлась похожая на Марию женщина из Европы, которая рассказывала о Христе и дарила четки.

Многие считают: секретом телепортации владел и фокусник Гарри Гудини. Именно с помощью этого метода перемещения он покинул запертую охраняемую камеру в одной из тюрем Санкт-Петербурга.

Эксперимент по телепортации Теслы и Эйнштейна

В качестве еще одного подтверждения того, что перемещение в пространстве возможно, сторонники теории телепортации приводят пример с экспериментом, проведенным в 1943 году Николой Теслой и Альбертом Эйнштейном.

По заказу военных ученые должны были переместить в пространстве большой объект — корабль «Элдридж». Ученые якобы смогли объединить гравитационные и электромагнитные потоки, направив их мощь на экспериментальный объект. На глазах у изумленных свидетелей эксперимента корабль пропал.

Он снова появился на прежнем месте через несколько минут, но никто из тех, кто на нем был, не смог рассказать, куда исчезало судно. Некоторых из них просто размазало неведомой силой о борт, остальные повредились рассудком. Адепты телепортации уверены: перемещение в пространстве имело место, судно за время отсутствия успело побывать в сотне километров от места стоянки.

Современные исследования телепортации

Современные ученые тоже не теряют надежду раскрыть секрет телепортации и, нужно сказать, им это частично удалось. Конечно, о перемещении человека говорить еще рано, но переносить в пространстве мельчайшие частицы исследователи уже научились.

По словам нобелевского лауреата Люка Монтанье, его коллегам удалось телепортировать ДНК из одной пробирки в другую. Исследователи наполнили одну пробирку водой, а во вторую поместили молекулы ДНК. Пропустив через них излучение, которое вначале прошло через емкость с генетическим материалом, а затем — через мензурку с водой, исследователи обнаружили в последней не только воду, но и ДНК.

Китайский ученый Цзян Каньчжен тоже смог телепортировать ДНК, но уже с живого объекта на другой живой объект. Воздействуя на дыню с помощью электромагнитного поля, исследователь переместил ее ДНК на огурец, после чего новые плоды этого растения по вкусу стали напоминать дыню.

Кстати, зоологи считают: перемещение в пространстве подвластно муравьиной матке. Наблюдения показали: крупная самка, откладывающая яйца, фактически запирается остальными муравьями в земляном мешке. К ней оставляют только узкие проходы, по которым мелкие члены семьи приносят пищу.

Ученые периодически снимали верхний слой земли, но не обнаруживали самку на месте. А через некоторое время она волшебным образом снова там появлялась. Вот такое перемещение в пространстве.

Больше о том, какие еще научные открытия остаются малодоступными для широкой публики, смотрите в видео:

Забирай себе, расскажи друзьям!

Читайте также на нашем сайте:

Показать еще

Кадр из фильма "Муха" 1958 года
Фото: sky.com

Темы дня

Самые популярные и наиболее научные теории о перемещении в пространстве.

Сегодня в СМИ появилась информация, что в России существует правительственная программа, которая изучает вопросы возможности телепортации . Ученые ставят себе очень смелую задачу: научиться телепортации к 2035 году.

Теории о телепортации

Идея о телепортации, как можно догадаться, пришла из сферы научной фантастики. Впервые термин употребил писатель из США Чарльз Форт в 1931 году, описывая в своих публикациях случаи необычных исчезновений и появлений. Наиболее популярным в России оказался его труд "Книга проклятых" ("1001 забытое чудо"), в котором он как раз описывал необъяснимые с точки зрения науки явления.

Однако впервые в теорию идея оформилась еще до появления термина. В 1899 году ученый Амброз Бирс (тоже из США) высказал гипотезу, что наш мир состоит их отверстий и пустот и сравнил его со свитером: "Его можно надеть, хотя, если присмотреться, свитер состоит из дыр. Предположим, на рукав попал муравей. Он может случайно провалиться между петлями и попасть в совершенно иной для него мир, где темно и душно, а вместо привычных еловых иголок - теплая, мягкая кожа". Бирс считал, что через дыры в пространстве можно путешествовать, если найти проводник.

По другой теории, в пространстве существуют черные дыры, которые могут всасывать в себя материю с помощью гравитации, и если искусственно создать такую дыру, она сможет послужить пространственно-временным порталом, воспользовавшись которым, можно преодолеть любое расстояние за миг. Путешествие же совершается по некоему ходу, в котором пространство и время отсутствуют. Теорию о существовании в трехмерных мирах (как наш) "мостов", представляющих собой четвертое измерение, первым высказал Альберт Эйнштейн.

Еще одна теория - о параллельных мирах - принадлежит физику Ральфу Харрисону. Ученый допускал, что эти параллельные миры пронизывают наш и что есть точки наибольшего соприкосновения миров - большие завихрения воздуха или воды. Харрисон также считал, что такие точки-завихрения могут появляться спонтанно, например, из-за погоды. Одной из точек пересечения нашего мира с параллельными назывались знаменитые Бермудские острова, вблизи которых проходит течение Гольфистрим. При стечении определенных условий завихрения могут превращаться в порталы и переносить объекты в пространстве. Но Харрисон всегда подчеркивал: такие путешествия опасны, поскольку стихийны и непредсказуемы.



Квантовая телепортация

Современной науке доступен лишь один вид телепортации - квантовая, в рамках которой на расстояние можно передать даже не саму элементарную частицу, а лишь ее состояние. Если взять пару сцепленных (запутанных) частиц и разнести их на любое расстояние, изменение состояния одной из частиц мгновенно вызовет такое же изменение другой частицы. Это уже стало правилом. Использовать запутанные частицы (частицы с общим прошлым, которые образовались при распаде некой одной частицы и состояния которых независимо от местоположения находятся во взаимосвязи) для переноса состояний одного объекта на другой придумал Чарльз Беннет в 1990-е годы.

Квантовая телепортация состояния фотона впервые была зарегистрирована в 1997 году.

Теорию о квантовой телепортации пытались развить: если точно знать квантовое состояние всех атомов человеческого тела и иметь столько же атомов в конечной точке телепортации, можно передать это состояние от одних атомов другим. При этом первое тело (в пункте А) существовать перестанет, а в пункте Б появится точно такое же. Теоретически это возможно, но на практике, когда заходит речь о живом существе, встает вопрос: сохранит ли новое тело жизнь и разум. Нейробиология утверждает, что в пункте Б будет воссозданное мертвое тело.

Пока невозможно "отсканировать" все атомы человеческого тела так быстро (взрослый состоит примерно из 7 000 000 000 000 000 000 000 000 000 атомов), чтобы ни один из них не успел изменить свое положение, что является залогом сохранения жизни телепортируемого существа. Проблемой является и передача полученных данных об атомах: самая совершенная линия связи может развить скорость до 100 терабит в секунду. С такими возможностями на передачу данных о каждом атоме, закодированном одним байтом, понадобится порядка 12 млн лет.

Дырочная телепортация

Еще один вид телепортации, который рассматривают в науке, - дырочная. Теория, разработанная Константином Лешаном, подразумевает непосредственное перемещение объекта, без уничтожения и воссоздания копий. Путешествия в пространстве, по ней, могут осуществляться через "нуль-переходы" - эти самые дырки, своеобразные двери телепорта. Нуль-переходы можно искусственно создать или найти естественные (естественные следует искать в соответствии с теорией о параллельных мирах и завихрениях).

Такой вариант телепортации, несомненно, был бы более безопасен для человека, так как его атомарное строение не меняется. Минус - место материализации объекта предсказать невозможно, что по-своему тоже небезопасно. Еще больший минус - для дальнейшего развития теории дырочной телепортации необходимо, чтобы естественные дыры себя обнаружили с большей или меньшей определенностью.

На практике

Самым известным экспериментом по телепортации, который уже стал легендой, является опыт Эйнштейна в 1943 году на морской верфи в Филадельфии. В надежде получить от ученых прибор, делающий корабли невидимыми, США выделило для эксперимента эсминец "Элдридж" с командой на борту.

С помощью магнитных генераторов большой частоты исследователям удалось создать вокруг судна магнитное поле огромной напряженности. Как свидетельствовали очевидцы, эсминец перестал быть видимым, его также не могли зарегистрировать радары. Одновременно с исчезновением "Элдриж" увидели в порту Ньюарк, что в 100 километрах от Филадельфии. Когда поле было выключено, эсминец вновь появился на морской верфи.

Поскольку ВМС США официально открестилось от этого опыта, эксперимент, которого могло и не быть, начал обрастать слухами: кто-то из моряков из-за перемещения в пространстве сошел с ума, кто-то умер, застряв в теле самого корабля. Эйнштейн же уничтожил работы о филадельфийском эксперименте, которые посчитал опасными для человечества.

Зарегистрировали случаи квантовой телепортации (не такие грандиозные, как в Филадельфии) и в наше время: под руководством австрийского ученого Антона Цайлингера в 2012 году была проведена телепортация фотона на расстояние 143 километров. Результат остается до сих пор рекордным, но в путешествиях в пространстве человека никак не помог.

В декабре 2014 года успешно завершился еще одни эксперимент в области квантовой телепортации - ученые из Великобритании переместили фотон на 25 километров по оптоволоконному кабелю. Фотон в точке А и фотон в точке Б являются одним целым.

Любая телепортация пока что возможна только в рамках микромира - на уровне атомов. Перемещение в пространстве человека требует множества точных измерений и массу энергии.



Как художники видят результат филадельфийского эксперимента

Телепортация глазами режиссеров

Наиболее известен фильм "Муха" Курта Ньюммана, снятый в 1958 году. В основе сюжета - эксперимент ученого по телепортации. К его несчастью, в кабину-телепорт залетает муха, из-за чего с ученым происходят ужасающие мутации. По фильму сняли два продолжения, а также полноценный ремейк в 1986 году с Джеффом Голдблюмом в главной роли. В 1989 году было сняло продолжение "Мухи"-ремейка о невеселой судьбе сына ученого-Голдблюма, которому ген мутации передался по наследству.

Если фильмы "Муха" принадлежат к жанру ужаса, то вышедший в 2008 году фильм Дага Лаймана "Телепорт" - приключенческий. Главного героя (Хейден Кристенсен), открывшего в себе унаследованную способность телепортироваться в юном возрасте, вдруг начинают преследовать члены тайной организации, веками истребляющие людей-телепортов.

Не мог обойти стороной мировой кинематограф и историю с филадельфийским экспериментом - в 2012 году Пол Циллер снял одноименный фильм, а до этого, в 1984 году, ленту с аналогичным сюжетом снял Стюарт Раффил.

На телепортации построен сериал "Звездные врата". Но для телепортации землянам ничего создавать не приходится: в недрах планеты ученые обнаруживают уже готовые врата в форме кольца, которые оказываются порталом не только для путешествий в пространстве, но и в других мирах.



Когда телепортация идет не по плану

По теме

Все новости рубрики

Что такое телепортация? Слово образовано смесью греческого теле (-далеко) и латинского портаре (-нести).

Мне нравится фильм «Телепорт». Давно его не пересматривал. Обычно именно такое пространственное перемещение называют телепортацией. Возможна ли телепортация в таком виде?

В академической науке есть только один термин связанный с телепортацией — это квантовая телепортация. Конечно ученые и философы рассматривают теории о червоточинах, параллельных мирах и пространствах и т.п. Но меня интересует только теории, имеющие подтверждение на опыте, или хорошее теоретическое обоснование, что может стать реальной основой для технической реализации.

Квантовая телепортация

Суть явления квантовой телепортации (коротко, далее КТ ) в том, что мы не передаём на расстояние энергию или вещество. Происходит лишь передача информации. И это не противоречит никаким до сих пор известным принципам.

Ещё предстоит разобраться, как сочетается возможность телепортации информации с принципом локальности, согласно которому на состояние объекта может оказывать влияние только его близкое окружение.

Передача информации с использованием КТ требует транспортировки квантовых объектов (одной из пары квантово-запутанных частиц) и дополнительной передачи информации обычными каналами связи.

Потому КТ сейчас не претендует даже на роль канала мгновенной связи (нуль-передатчика).

Передача данных в космосе

Хорошо известны проблемы со связью со спутниками, удаленными в космосе. Сигналы распространяется со скоростью света, потому задержки связи даже с Луной составляют несколько секунд (как минимум сигнал должен дойти до Луны и потом вернуться какой от ответ).

А если брать Марс, к которому готовят сейчас различные миссии, то время сигнала от Земли в пути будет зависеть от взаимного положения планет и может достигать десятков минут.

В связи с этим, в наше время автономный космический аппарат должен сам принимать решения на месте.

Возможно, когда то станет реальностью использование КТ для нуль-связи. Теоретически, аппарат может улететь с «запасом» связанных частиц, которые будет расходовать по мере надобности. И найдется какой то способ их пополнения.

К этой теме (нуль связи) вернусь позже.

Телепортация

Пока физики не видят возможностей для телепортации. Почему? Хотя бы по той простой причине, что нет предпосылок вносить правки в принцип сохранения энергии. Принцип введен эмпирически, потому, возможно, физики до сих пор что то упускают из виду:), и закон может в каких то условиях не соблюдаться. Кто знает?

Мы не можем «удалить» объект в одной точке пространства, и вставить его в другое место. Все «превращения» объекта должны быть гладко связаны одно с другим. Необходим канал передачи.

Альтернативы

Рассмотрим, какие есть альтернативы. Первая идея, которая также присутствует в фантастике, это копирование .

Копирование

Объект телепортации сканируется в точке А , а в точке Б создаётся его полная копия. Что делать с прототипом? По всей видимости, прототип придется утилизировать.

Представьте себе эдакий био-принтер со шредером:).

Задача сканирования и копирования очень сложная. Её можно упростить, принимая во внимание, что какие то части объекта требуют более точного воспроизведения, а какие то — нет. К примеру, копировать обед, переваривающийся внутри вашего ЖКТ — непозволительная роскошь. А копирование патологий, приобретенных мутаций, дефектов — вообще глупо. Нужно скопировать мозг объекта, остальное требуется только реконструировать.

Сознание и контейнер

Что есть наши ощущения присутствия в данной точке, здесь и сейчас? Это лишь набор импульсов от наших «биологических датчиков» до центра обработки этих датчиков — головного мозга.

Наше сознание сформировано мозгом, остальная часть организма — это контейнер, оболочка для нашего нервного центра. Если удастся отделить функционирующий мозг от оболочки, а потом создать механизм дистанционного «подключения» к синтетической оболочке, то переключение между носителями будет восприниматься как «телепортация сознания».

Возвращаясь на землю

Возвращаясь с «небес к земному», интересно взглянуть в какой стадии находятся требуемые технологии для создания альтернативной телепортации.

Нуль-связь

Что касается нуль-связи, а она требуется для быстрой передачи данных на космические расстояния, то фундаментальная физика говорит, что это возможно.

Био сканер, принтер, шредер

Субатомное сканирование частица за частицей с созданием копии пока не выполнимая задача. Вообще, это предмет для отдельного полета фантазии.

Сложностей тут несколько и не только технических. Как минимум об одной я уже упомянул — «проблема прототипа» — куда его потом девать? Вторая проблема — это определение скорости сканирования. Насколько быстро нужно провести анализ прототипа, чтобы жизнедеятельность объекта не накладывала влияния на этот процесс? Учитывая субатомный характер этого процесса, времена могут составить пико и даже фемто секундные диапазоны.

Но по сравнению с последующей задачей — созданием копии, сканирование — детская забава.

Возможно, я сильно усложняю задачу, и достаточно лишь сканировать позиции клеток организма. Как работает мозг до конца не ясно. Насколько подробно его нужно «сфотографировать», чтобы возможным стало копирование личности, запечатленной в нем?

В научно-фантастической литературе и фильмах можно наблюдать, как космические корабли, оборудованные варп-двигателем, путешествуют по Вселенной: достаточно нажать на волшебную красную кнопку, чтобы оказаться на другом конце Галактике. Наверное, каждый из нас хоть раз мечтал стать командиром такого «волшебного судна», однако далеко не все задумывались, существует ли на самом деле телепортация или это всего лишь несбыточная фантазия из сказочного мира, которую в ярких красках рисуют фантасты? Каковы научные обоснования данного явления? Был ли зафиксирован факт перемещения? Вопросов всегда больше, чем ответов, но попробовать разобраться в этой теме будет интересно каждому современному человеку.

Немного теории

Слово «телепортация» происходит от греческого «tele» («далеко») и латинского «portare» («нести»). Данное явление представляет собой молниеносное перемещение объектов на расстоянии (из одной точки пространства в другую) посредством изменения их изначальных координат. При телепорте невозможно описать траекторию перемещаемого объекта непрерывной функцией времени: переход является мгновенным, объекты не должны занимать промежуточных положений. Это не просто перемещение стакана из пункта «А» в пункт «Б». Это – телепортация состояния объекта, его свойств.

На данный момент ученые выделяют три основных гипотетических вида:

• квантовая;
• пси-телепортация;
• дырочная (кротовые норы).

Квантовая телепортация запутанных частиц – достаточно изученная форма явления, о которой получены вполне определенные научные сведения. Если взять в качестве примера тот же стакан, то для того, чтобы его телепортировать с одного конца стола на другой, потребуется разделить указанный объект на элементарные частицы, изменить свойства каждого полученного «фрагмента», после чего уже на противоположной стороне стола собрать разрозненные частички (с аналогичными свойствами) воедино, чтобы получить новый стакан, но с идентичными характеристиками. Химический состав граненого стакана достаточно простой, но что будет, если попытаться телепортировать человека, который состоит из 10 30 частиц?

Учитывая рекордную скорость передачи информации, которая на данный момент зафиксирована на уровне 10 14 бит в секунду, для телепорта одного человека потребуется потратить 1 млн. лет. На практике все усугубляется сложностью строения человеческого организма: существует определенный риск нарушения «сборки» на конечном этапе перемещения.

Это интересно! В качестве яркой иллюстрации того, к каким последствиям могут привести малейшие нарушения в технологии телепортации, можно привести фильм «Муха» режиссера Дэвида Кроненберга.

Суть явления

Квантовая телепортация представляет собой «перемещение» не энергии, не физических объектов (дерева, стакана и т.д.), а свойств указанных объектов (так называемых «квантовых состояний»). Однако передача данных в классическом понимании в данном случае не работает. По общему правилу, для успешной транспортировки состояния объекта реального мира (или информации) необходимо учесть невероятное количество измерений, которые разрушают изначальное квантовое состояние предмета (если у «отправителя» отсутствует возможность повторного измерения его первоначальных свойств на конечной стадии телепорта). На помощь приходит квантовая телепортация, которая позволяет передать определенное состояние объекта, не нарушая его изначальных свойств (называется кубитом, или «квантовым битом»).

Существенной проблемой, препятствующей успешному осуществлению экспериментов в этой области, являются определенные сложности в фиксации разрозненных частиц, которые не являются статичными и постоянно меняют свои свойства. Если говорить простым языком, то измерять уникальные характеристики экспериментального объекта абсолютно бессмысленно, когда речь идет о передачи данных на расстоянии. Однако указанные свойства способны воспроизводить иные частицы – так называемые фотоны (безмассовые частицы, существующие в вакуумном пространстве только при условии их движения со скоростью света).

Чтобы понять, как происходит квантовая телепортация, необходимо ознакомиться с огромным списком научной литературы. Для начала следует рассматривать упрощенную квантовую систему, в которой присутствует только два возможных состояния (А и В). Возьмем две частицы (назовем их α и Ω). У отправителя есть некая частица α с произвольным квантовым состоянием, равным α А + Ω В. Перед отправителем стоит задача – передать указанное состояние α частице Ω таким образом, чтобы совершенно иной объект Ω приобрел аналогичные свойства. То есть нужно передать отношение комплексных чисел А и В с предельной точностью. Ключевой целью «передающего» является транспортировка информацию не с упором на скорость, а с акцентом на максимальную точность.

В общем виде можно обозначить основные этапы достижения заявленной цели:

1. Стороны создают 2 квантово-запутанных кубита (С и В). С передается отправителю, соответственно, В направляется в адрес получателя. Из-за сложной структуры С и В имеют уникальные волновые функции (так называемый вектор состояния). Несмотря на данный факт, пару частиц (нужные «степени свободы») можно описать 4-мерным вектором состояния – μВС.
2. Квантовая система, состоящая из 2 частиц – А и С, имеет 4 состояния. Для описания подобных состояний нужно воспользоваться неким вектором. При этом использовать «чистый» вектор (100% определенный) невозможно, так как определенным состоянием обладают только системы, состоящие из 3-х элементов – системы частиц А, В и С. Если отправитель решится на измерение вектора, то он получит 4 возможных исхода (4 потенциальных значения измеряемой величины) над системой из 2-х элементов (для А и С). Непосредственно в момент измерения системы А, В, С осуществят переход в другое состояние, при этом состояние А и С станет известным, что нарушит сцепленность частицы B, которая перейдет в особое квантовое состояние.
3. В момент такого перехода произойдет «передача» части информации. На этом этапе невозможно восстановить телепортируемые сведения, так как у получателя данных есть лишь понимание о том, что частица B имеет состояние, связанное с А, но какое оно конкретно – неизвестно (явная нехватка сведений).
4. Для выяснения связи состояний первоначальной частички А с полученной «на выходе» B нужно, чтобы отправитель передал получателю исчерпывающие сведения об измерении по используемому классическому каналу связи (затратив 2 бита). Изучив законы квантовой механики, станет ясно, что при наличии конкретного результата измерения, полученного при анализе частиц А и С, а также «запутанного» элемента В с частицей С, получатель в теории способен выполнить нужное преобразование над «выходной» частичкой В, чтобы «передать» указанному объекту состояние от А.

Полная передача сведений от одного объекта к другому возможна лишь в том случае, если получатель такой информации будет обладать исчерпывающими данными, полученными по обоим каналам связи. Если использовать лишь классический канал связи, то получатель не будет иметь ни малейшего представления о переданном состоянии. Еще одной особенностью данного процесса является невозможность перехвата данных со стороны третьих лиц: при попытке получить несанкционированный доступ к передаваемой информации «злоумышленник» разрушит квантовые связи (нарушит «запутанность» между парами В и С).

Можно представить сложный процесс иным способом:

1. Допустим, есть некий красный фотон, который был разбит на два зеленых. Зеленые фотоны имеют между собой настолько сильную связь, что в случае их перемещения на значительное расстояние и при изменении любой характеристики одного из указанных объектов второй зеленый фотон даст немедленную реакцию.
2. Берем неопределенную частичку стакана, перемещаем ее свойства, не заглядывая внутрь частицы (выбор частицы происходит «вслепую», без малейшего понимания свойств объекта со стороны экспериментатора), и «переносим» указанные сведения на ближайший из двух зеленых фотонов. Имеет место неопределенность фактического результата, так как переданные свойства могут иметь одно из многих значений первоначального «носителя информации», т.е. стакана. Какое именно значение (состояние) получит первый зеленый фотон – остается загадкой.
3. Второй зеленый фотон, расположенный на другом конце стола, дает моментальную реакцию на действия «брата-близнеца» и производит измерение заранее приготовленной частицы в зоне взаимодействия. Последняя передает экспериментатору сведения о завершении передачи информации. Однако такая информация отличается от первоначальной, поскольку в любом квантовом процессе существует определенная доля вероятности. Чтобы избежать искажения свойств объекта, нужно получить исчерпывающие сведения об их источнике (стакане). Только после получения таких данных можно верно интерпретировать свойства полученной «на выходе» частицы. Нужные сведения передаются по стандартным каналам связи.

Реальные факты

Если рассматривать историю развития телепорта, то следует отметить следующие важные события, повлиявшие на ход развития технологии:

• в 1993 году группа ученых из Америки во главе с Чарльзом Беннеттом представила миру теоретические аспекты нового «явления» – «квантовой телепортации»;
• уже в 1997 году две группы ученых-физиков из университетов Рима и Инсбруке во главе Франческо де Мартини и Антона Цайлингера провели первый эксперимент в данной области, а именно реализовали квантовое «перемещение» поляризационного состояния фотона;
• согласно данным публикации в журнале «Nature» от 17.06.2004 г. две исследовательские группы объявили о реализации телепорта квантовых состояний атома кальция и кубита на базе иона атома бериллия. Эксперименты не являются неким «прорывом», но в то же время позволили сделать шаги на пути к созданию квантовых ЭВМ и внедрению в повседневную жизнь технологий квантовой криптографии;
• в 2006 году исследователи из Института Нильса Бора (Копенгаген) впервые выполнили телепортацию между атомами цезия и квантами лазерного излучения, т.е. между объектами разной природы;
• в 2009 году ученые «переместили» квантовое состояние иона на целый метр;
• в 2010 году совместными усилиями ученых из двух университетов КНР были впервые переданы характеристики фотона на 16 км;
• в 2012 году физики из Китая за каких-то 4 часа «отправили» 1100 квантово-запутанных фотонов на 97 км;
• в 2015 году у ученых из США получилось осуществить перемещение фотонов по оптоволокну на дистанцию более 1000 км при помощи однофотонного детектора с особыми кабелями;
• в конце 2017 года Интернет пестрил громкими заголовками о том, что физики из Китая впервые в истории осуществили межконтинентальный телепорт с использованием квантового спутника «Мо-Цзы» на расстояние более 1200 км;
• в 2016 г. Российский квантовый центр продемонстрировал новейшую разработку, примененную на 30 км оптоволокна на линиях Газпромбанка.

Перспективы технологии

Логично предположить, что на текущем уровне развития науки и техники перемещение целого стакана – задача невыполнимая: осуществить телепорт такого простого объекта хотя бы на 1 мм без нарушения первоначальных свойств предмета нереально. Поэтому подобные технологии в настоящее время используются не для физических объектов, а для информации, что успешно практикуется в криптографии и сфере защиты данных.

При передаче данных в рамках технологии «quantum teleportation» передается не «полезная» информация, а специальный «ключ». Существенным недостатком новейшей технологии является тот факт, что создать копию фотона нельзя. Усилить квантовый сигнал оптоволокна (как в случае с обычным сигналом) также невозможно, ведь подобное усиление будет принято за некий «перехватчик».

В лабораторных условиях можно производить телепорт на расстояние около 327 км. И чем больше расстояние, тем ниже скорость передачи данных. Указанную проблему можно решить при помощи установки специального промежуточного сервера для получения, расшифровки и шифрования данных с последующей передачей в рамках единой криптографической сети (что умело используется китайскими и американскими учеными).