Një bisedë argëtuese për teleportimin

(Original Source: http://www-users.cs.york.ac.uk/~schmuel/tport.html)

Unë i dhashë një fjalim Klubit të Shkencave të Fëmijëve të Rehovot më 31 janar rreth teleportimit kuantik dhe sendeve të tjera të çmendura. Më është kërkuar që të përpiqem të shkruaj pjesën e parë të fjalimit tim, ku e konsideroj atë që do të thotë “teleportim” dhe sa e vështirë mund të jetë. Unë nuk pretendoj që kjo të jetë definitive për këtë çështje, vetëm mendimet e mia për këtë. Interesat e mia kërkimore me të vërtetë qëndrojnë me fenomenet themelore kuantike dhe jashtë asaj fushe unë jam kaq e mundshme të pengoj si një tjetër.
Për të filluar le të pyesim vetëm atë që mund të nënkuptojmë me termin “teleportim”. Në fund të fundit, në qoftë se dikush vjen tek ju duke thënë: “Shikoni se e kam bërë më në fund! Kam zbuluar se si të teleportoj …” do të donim të ishim në gjendje të vendosnim nëse ishim duke folur po të njëjtën gjuhë. Fine, kështu që unë kam parë Star Trek ® kështu që unë kuptoj unë mund të marrë një goditje në përcaktimin e tij:

Teleportimi është një lloj transporti i çastit “i zbutur”.
Tani prisni një të dytë, unë nuk mund të blejnë atë! Teoria e relativitetit të Ajnshtajnit – dhe shumë dekada të provave eksperimentale e mbështesin atë në hilt – thonë se shpejtësia më e shpejtë është shpejtësia e dritës. Nëse e marrim këtë si pjesë e shkencës normative atëherë do të duhet të ndryshojmë menjëherë përkufizimin tonë:
Teleportimi është një lloj transporti i “pa trup”.
(Të paktën për momentin.)
E pra kjo është pak më mirë, por unë kam qenë mjaft i paqartë nga ajo që dua të them me të pa trup. Ndoshta duhet ta lejoj figurën më poshtë të jetë udhëzuesi ynë më i mirë për atë që mund të thotë:

Mendoj, nëse mendoj për këtë për një kohë të shkurtër, unë filloj të kuptoj se tashmë kemi shumë shembuj të teleportimit rreth nesh çdo ditë:

  • telefon: transporton valët e zërit si energji elektrike.
  • faksi: transporton një imazh.
  • Rrjet i gjere boteror: …

E pra, a llogariten këto si teleportim? Ata janë me të vërtetë proceset e kopjimit. Ata lënë zërin, imazhin, çfarë-keni-ju prapa dhe dërgoni xhirimin e kopjimit nëpër hapësirë në një farë mënyre të dobët. Hmmmm, a duhet ta blejmë këtë? Ata nuk lënë një kopje prapa në programin tonë të preferuar televiziv. Epo, ndoshta kjo është vetëm ajo që ata bëjnë. Ata kanë një makinë që mat pozicionet dhe shpejtësitë dhe llojet e atomeve në të gjithë personin dhe pastaj dërgon atë informacion (domethënë me valë radioje) në vendin ku trupi është rindërtuar nga një makinë tjetër. E pra, në TV ata gjithashtu mësuan se si ta rikrijojnë personin nga informacioni me sa duket pa një makinë për ta marrë atë. (Një gjë në një kohë, ju lutem!)

Po në lidhje me origjinalin? E pra, ndoshta makina që mat të gjitha ato atome duhet ta ndajë personin për ta bërë këtë. Unë mendoj se do të ishte si një makinë fotokopje me një llambë flash e cila ishte e vendosur shumë e nxehtë (vaporizing origjinal). Kjo nuk do të ishte një kërkesë absolute. Sapo dikush të përpunonte se si të ndërtonin një proces më të butë kopjimi, ata mund të linin origjinalin. A do të dëshironin ata? A do të kopjohej shpirti? A do të kishte akoma kopja e taksave nëse origjinali ishte ende përreth? Unë mendoj se nuk mund t’i përgjigjem çdo pyetjeje të ngutshme.
Natyrisht nëse mund të mësojmë se si ta bëjmë këtë, mund të gjejmë fusha të reja kërkimi si “fe eksperimentale”. Kush e di?

Sa informata po flasim gjithsesi? E pra projekti i dukshëm i njeriut nga Instituti Kombëtar Amerikan i Shëndetit kërkon rreth 10 Gigabytes (kjo është rreth 10 ^ 11 = 100,000,000,000 “bit”, ose po / jo përgjigje, kjo është rreth dhjetë CD ROM) për të dhënë detajet e plota tre dimensionale të një njerëzore deri në një rezolutë millimetri në çdo drejtim. Nëse harrojmë për njohjen e atomeve dhe për matjen e shpejtësisë së tyre dhe vetëm sa shkallëzojmë atë në një rezolucion të gjatësisë atomike në secilën drejtim, që është rreth 10 ^ 32 bit (një pasuar nga tridhjetë e dy zero). Kjo është aq shumë informacion që edhe me fibrat optike më të mirë të mundshme, do të merrte më shumë se njëqind milion shekuj për të transmetuar të gjithë këtë informacion! Do të ishte më e lehtë për të ecur! Nëse e mbushim të gjithë këtë informacion në CD-ROM, do të futet në një kub gati 1000 kilometra në një anë! Mjaft tha?

Hej, por ju jeni të gjithë duke bërë thirrje atje “çfarë lidhje me parimin e pasigurisë, a mund të matni me të vërtetë gjëra që me saktësi?” Pra, teoria kuantike na tregon se saktësia me të cilën ne mund të matim pozicionin dhe shpejtësinë e çdo grimce janë të kufizuara nga një formulë shumë e thjeshtë:

pasiguria në shpejtësi
pasiguria në pozicionin x ————————-
shpejtësia e dritës

një milionthi nga rrezja e një atomi hidrogjeni
> ————————————————
masën e grimcave / masën e hidrogjenit

Nëse duam ta matim secilin atom brenda një madhësie tipike atomike kjo do të thotë se shpejtësia do të jetë e pasigurt rreth 300 metra për sekondë (nëse grimca peshon aq sa thotë një atom hidrogjeni).
Kjo tingëllon shpejt, por nuk është aq keq. Jiggling zakonshëm i atomeve tona për shkak se ne jemi në temperaturën e dhomës është më e madhe se kjo nga një faktor prej tre ose më shumë. Me fjalë të tjera, parimi i pasigurisë nuk duket të jetë shumë kufizues sa i përket se sa mirë mund t’i matim ato atome.

Sigurisht, kjo nuk është e gjitha. Po në lidhje me “gjendjen kuantike” të atyre atomeve? A ka rëndësi se çfarë nivelesh të energjisë ata janë të gjithë në? A duhet që reagimet kimike të kenë këtë informacion për të punuar pasi t’i bashkojmë atomet për të bërë një person? Epo, mendja ime më e mirë është jo! Siç është edhe supozimi më i mirë i disa shkencëtarëve të tjerë që kam kërkuar gjithashtu. Por kjo nuk është një përgjigje përfundimtare. Unë mendoj se ajo që tenton të më bindë se gjendja e hollësishme kuantike nuk është e rëndësishme për të marrë të drejtën kur doni të kopjoni një person dhe të bëni një të re nga informacioni i pjesshëm është se njerëzit zakonisht shkojnë në spitale për NMR (rezonancë magnetike bërthamore) dhe ESR (rezonancë elektron spin) skanon për të parë brenda tyre. Këto procedura bashkojnë gjendjet kuantike të së paku një numri të madh atomesh dhe bërthamash të njerëzve që skanohen, por nuk duket se shqetësojnë orekset e tyre (që i bëjnë ata ende njerëz në librin tim). Pra, këtu përsëri, natyra kuantike e atomeve dhe molekulave tona nuk duket të përjashtojë metodën e kopjimit për teleportimin.

Sasia e madhe e informacionit të përfshirë edhe pse është ende mendje boggling! Ndoshta duhet të fillojmë me diçka më të vogël …