Телепортация: миф или реальность

Что такое телепортация?

Телепортация — это производное от греческого слова «далеко», дополненное латинским «нести». Данный термин, введенный в 1931 году американским публицистом Чарльзом Фортом, говорит о практически мгновенном перемещении человека или какого-либо объекта или изменении его координат со скоростью, превышающей скорость света.

В основном сейчас выделяют два вида перемещения объектов на большие расстояния. Первый — это кротовые норы, также известные как червоточины, которые не отрицают теорию относительности. Второй вид — квантовая телепортация, существование которой доказал еще Альберт Эйнштейн, хотя и пытался опровергнуть возможность телепортации в принципе.

Кротовые норы

Червоточины, они же кротовые норы, они же червячные переходы и кротовины, представляют собой топологическую особенность времени и пространства, в каждый момент времени создающая своеобразный «тоннель» в пространстве, а возможность таких переходов, идущих вразрез с законами физики, уже длительное время занимает умы фантастов.

При этом научная фантастика изображает червоточину как тоннель между парой весьма отдаленных точек Вселенной, который позволяет моментально переноситься на внушительные расстояния. Причем если смотреть со стороны астрофизики, то подобные тоннели могут и правда существовать — даже Альберт Эйнштейн, обосновывая общую теорию относительности, говорил об этом.

Тем не менее реальные свойства червячных переходов на сегодняшний день остаются весьма туманны. При этом возникает интересный парадокс — чтобы проводить необходимые наблюдения и исследования кротовых нор, сперва нужно получить больше информации об этих самых кротовинах.

Квантовая телепортация

В свою очередь квантовая телепортация представляет собой мгновенную передачу состояния от одной частицы к другой, независимо от расстояния между ними. Но здесь есть обязательное условие — это должен быть одинаковый набор атомов как в точке отправления, так и в точке получения. То есть о материальном перемещении объекта здесь речи не идет.

Все тот же Эйнштейн открыл данное явление еще в 1935 году — в этом ему помогали физики Борис Подольский и Натан Розен. Вместе они смогли доказать, что состояние пары частиц A и B, которые встретились и после удара разлетелись в разных направлениях, взаимозависимы на любых расстояниях и проявление такой зависимости происходит мгновенно.

То есть квантовая телепортация представляет собой перемещение не определенных физических объектов, не какой-то энергии, а именно состояния. Она используется для передачи или переноса некоего состояния, обладая минимальной возможной информацией о нем, не «изучая» его, не изменяя параметры и тем самым не нарушая его.

Телепортация на примерах

Нашумевшие примеры телепортации появляются с завидной регулярностью, но все они на самом деле оказываются фейками. К примеру, натуралист Айвен Сандерсон «телепортировал» матку муравья атта, для чего женская особь насекомого отмечалась красной меткой и помещалась в бункер. Когда он был открыт, она оставалась в нем, но после закрытия бункера матка пропадала и появлялась в нескольких метрах от места проведения эксперимента. Впрочем, физики не подтвердили подобные опыты Сандерсона.

В качестве еще одного примера можно припомнить телепортацию эсминца «Элдридж» ВМС США в 1943 году. Боевой корабль изначально находился в порту американского города Норфолк и в тот же день внезапно «телепортировался» в Филадельфию, расстояние до которой составляет 320 км. Впрочем, военное ведомство США поспешило опровергнуть факт телепортации, а такое быстрое перемещение корабля на значительное расстояние объяснили его высокой скоростью и прохождением канала, позволяющего быстро переходить надводным судам между этими двумя точками.

Возможна ли сейчас телепортация?

Теоретически, телепортация на сегодняшний день вполне возможна, но весьма ограничена законами физики и рядом нюансов. Вернее, возможна лишь передача квантовой информации, а не каких-либо макрообъектов. Квантовая телепортация представляет собой лишь процедуру, напоминающую классический сеанс связи — получатель может только восстановить исходное состояние отправителя. Причем состояние отправителя будет уничтожено.

Также ученые говорят о множестве проблем в области квантовой телепортации — это несовершенство имеющегося оборудования, которое не позволяет полноценно перевести теорию в реальный эксперимент. В итоге возникают разного рода ограничения, в том числе и по расстоянию.

Несмотря на то, что многочисленные группы ученых активно трудятся над совершенствованием имеющихся схем и ищут кардинально новые подходы, крайне сомнительно, что в ближайшие годы специалисты приблизятся к более серьезным результатам.

По поводу телепортации живых существ, то современная наука не опровергает возможность мгновенного перемещения человека на огромные расстояния, так как люди состоят из кислорода, углерода, водорода и, в значительно меньших количествах, прочих химических веществ. Однако многие ученые уверены, что провести телепортацию живого человека не получится даже через века.

Работы над телепортацией в мире

На фоне этого многие эксперты утверждают, что квантовая телепортация обладает колоссальным технологическим потенциалом, который в основном лежит в области связи, а также вычислительной техники. Одним из ключевых направлений исследований в этой области является увеличение расстояния для квантовых коммуникаций, что позволит создавать криптографические ключи, применяемых в интернет-соединениях и в онлайн-банках.

Если точнее, одним из технических ограничений для квантового распределения ключей является именно расстояние, на которое каждый конкретный ключ может быть передан. На текущий момент оно не превышает 200 км, так как передача квантовых состояний в том же оптоволокне затухает с пройденным расстоянием и фотоны просто теряются. В итоге требуется создание на основе квантовой телепортации так называемых квантовых повторителей.

Стоит отметить, что во всем мире постоянно делаются определенные открытия в этой области. К примеру, в 2019 году британские и датские исследователи смогли выполнить передачу состояния между двумя микрочипами, которые, как утверждают ученые, могут осуществлять кодирование квантовой информации в свете и с высокой эффективностью обрабатывать ее.

В России изучением квантовой телепортациии занимается группа ученых Российского квантового центра под руководством Александра Львовского, а также лаборатория квантовой оптики в Московском государственном университете.

В голландском институте Нильса Бора по квантовой телепортации работает Юджин Ползик с группой единомышленников, в Австрии это Антон Цайлингер, в Гарварде Михаил Лукин, а также группа специалистов-физиков Цзянь-Вэй Пана в Китае. Причем последние установили рекорд передачи квантовой телепортации на приличные 1200 км.

В качестве заключения

Если эта удивительная технология все же будет полностью реализована, она позволит путешествовать на огромные расстояния, не пересекая физически пространство между ними. Глобальные перевозки станут мгновенными, а межпланетные путешествия фактически превратятся в один маленький шаг для человека.

Однако на данный момент времени телепортация людей остается теоретической концепцией и сталкивается со значительными научными и технологическими проблемами, поэтому предсказать сроки ее реализации абсолютно невозможно.