Нижегородский файловый портал
RSS - каналы
Главное меню
Категории каталога
Мои статьи [5]
Школа покера [5]
Софт [40]
Радиолюбителям и электрикам [8]
Интернет [167]
Система [89]
Комплектующие ПК [47]
Безопасность [56]
Программирование [18]
Веб-дизайнеру [5]
Игры [6]
Полезные советы [24]
Кулинария [1]
Телефония [10]
Мобильник [17]
Планшеты [14]
Медицина [5]
Работа [4]
Домашнему мастеру [0]
Строительство и ремонт [19]
Для сада и огорода [2]
Юмор и приколы [12]
Интересное [114]
Пластики [3]
Разное [238]
Мини-чат
Правила мини-чата



Мини-чат в окне
Погода в Нижнем
Яндекс.Погода
Главная » Статьи » Интересное

Квантовая телепортация: Туннель


Сериал «Звездные врата» и фильм «Контакт», не говоря уже о многочисленных книжках, сделали идею телепортации обыденной, если не сказать банальной. Герои мгновенно перемещаются между точками пространства – для них это привычные путешествия или рутинная работа. Современная наука допускает такую возможность, вот только со скоростью перемещения не все гладко...


В фантастических мирах, придуманных писателями и сценаристами, телепортация давно стала стандартной транспортной услугой. Кажется, сложно найти настолько же быстрый, удобный и в то же время интуитивно понятный способ перемещения в пространстве.

Красивую идею телепортации поддерживают и ученые: еще основатель кибернетики Норберт Винер в своей работе «Кибернетика и общество» посвятил «возможности путешествовать при помощи телеграфа» целую главу. С тех пор прошло полвека, и за это время мы почти вплотную приблизились к мечте человечества о таких путешествиях: в нескольких лабораториях мира осуществлена успешная квантовая телепортация.



Такую машину-телепорт построили в фильме «Контакт». С ее помощью героиня Джоди Фостер совершила путешествие в другой мир, а может – и нет…


Основы

Почему телепортация именно квантовая? Дело в том, что квантовые объекты (элементарные частицы или атомы) обладают специфическими свойствами, которые обусловлены законами квантового мира и в макромире не наблюдаются. Именно такие свойства частиц и послужили основой экспериментов по телепортации.

ЭПР-парадокс

В период активного развития квантовой теории, в 1935 году, в знаменитой работе Альберта Эйнштейна, Бориса Подольского и Натана Розена «Может ли квантово-механическое описание реальности быть полным?» был сформулирован так называемый ЭПР-парадокс (парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена).

Авторы показали, что из квантовой теории следует: если есть две частицы A и B с общим прошлым (разлетевшиеся после столкновения или образовавшиеся при распаде некоторой частицы), то состояние частицы B зависит от состояния частицы A и эта зависимость должна проявляться мгновенно и на любом расстоянии. Такие частицы называют ЭПР-парой и говорят, что они находятся в «запутанном» состоянии.

Прежде всего напомним, что в квантовом мире частица – это объект вероятностный, то есть она может находиться в нескольких состояниях одновременно – например, может быть не просто «черной» или «белой», а «серой». Однако при измерении такой частицы мы всегда увидим только одно из возможных состояний – «черное» или «белое», причем с определенной предсказуемой вероятностью, а все остальные состояния при этом разрушатся. Более того, из двух квантовых частиц можно создать такое «запутанное» состояние, что все будет еще интереснее: если одна из них окажется при измерении «черной», то другая – непременно «белой», и наоборот!

Чтобы разобраться, в чем же заключается парадокс, сначала проведем опыт с макроскопическими объектами. Возьмем два ящика, в каждом из которых лежат по два шара – черный и белый. И отвезем один из этих ящиков на Северный полюс, а другой на Южный.

Если мы вынем на Южном полюсе один из шаров (например, черный), то это никак не повлияет на результат выбора на Северном полюсе. Совершенно не обязательно, что там нам в этом случае попадется именно белый шар. Этот простой пример подтверждает, что наблюдать ЭПР-парадокс в нашем мире невозможно.

Но в 1980 году Алан Аспект экспериментально показал, что в квантовом мире ЭПР-парадокс действительно имеет место. Специальные измерения состояния ЭПР-частиц A и B показали, что ЭПР-пара не просто связана общим прошлым, но частица B каким-то образом мгновенно «узнает» о том, как была измерена частица A (какую ее характеристику измеряли) и какой получился результат. Если бы речь шла об упомянутых выше ящиках с четырьмя шарами, то это означало бы, что вынув на Южном полюсе черный шар, на Северном полюсе мы непременно должны вынуть белый! Но ведь взаимодействия между A и B нет и сверхсветовая передача сигнала невозможна! В последующих экспериментах существование ЭПР-парадокса подтверждалось, даже если частицы ЭПР-пары были удалены друг от друга на расстояние порядка 10 км.

Эти совершенно невероятные с точки зрения нашей интуиции опыты легко объясняются квантовой теорией. Ведь ЭПР-пара как раз представляет собой две частицы в «запутанном» состоянии, а значит, результат измерения, например, частицы A определяет результат измерения частицы B.

Интересно, что Эйнштейн считал им же предсказанное поведение частиц в ЭПР-парах «действием демонов на расстоянии» и был уверен, что ЭПР-парадокс лишний раз демонстрирует несостоятельность квантовой механики, которую ученый отказывался принимать. Он полагал, что объяснение парадокса неубедительно, ведь «если согласно квантовой теории наблюдатель создает или может частично создавать наблюдаемое, то мышь может переделать Вселенную, просто посмотрев на нее».

Эксперименты по телепортации

В 1993 году Чарльз Беннет и его коллеги придумали, как можно использовать замечательные свойства ЭПР-пар: они изобрели способ переноса квантового состояния объекта на другой квантовый объект с помощью ЭПР-пары и назвали этот способ квантовой телепортацией. А в 1997 году группа экспериментаторов под руководством Антона Цайлингера впервые осуществила квантовую телепортацию состояния фотона. Схема телепортации подробно описана на врезке.

Ограничения и разочарования

Принципиально важно, что квантовая телепортация – это перенос не объекта, а только неизвестного квантового состояния одного объекта на другой квантовый объект. Мало того, что квантовое состояние телепортируемого объекта так и остается для нас тайной, оно к тому же необратимо разрушается. Но в чем мы можем быть совершенно уверены, так это в том, что получили идентичное состояние другого объекта в другом месте.

Тех, кто рассчитывал, что телепортация будет мгновенной, ждет разочарование. В способе Беннета для успешной телепортации необходим классический канал связи, а значит, и скорость телепортации не может превышать скорость передачи данных по обычному каналу.

И пока совершенно неизвестно, удастся ли перейти от телепортации состояний частиц и атомов к телепортации макроскопических объектов.

Применение

Практическое применение для квантовой телепортации нашлось быстро – это квантовые компьютеры, где информация хранится в виде набора квантовых состояний. Тут квантовая телепортация оказалась идеальным способом передачи данных, который принципиально исключает возможность перехвата и копирования передаваемой информации.

Дойдет ли очередь до человека?

Несмотря на все современные достижения в области квантовой телепортации, перспективы телепортации человека остаются весьма туманными. Конечно, хочется верить, что ученые что-нибудь придумают. Еще в 1966 году в книге «Сумма технологии» Станислав Лем писал: «Если нам удастся синтезировать из атомов Наполеона (при условии, что в нашем распоряжении имеется его «поатомная опись»), то Наполеон будет живым человеком. Если снять подобную опись с любого человека и передать ее «по телеграфу» на приемное устройство, аппаратура которого на основе принятой информации воссоздаст тело и мозг этого человека, то он выйдет из приемного устройства живым и здоровым».

Однако практика в этом случае намного сложнее теории. Так что нам с вами вряд ли придется попутешествовать по мирам с помощью телепортации, а тем более – с гарантированной безопасностью, ведь достаточно одной ошибки и можно превратиться в бессмысленный набор атомов.

Вот опытный галактический инспектор из романа Клиффорда Саймака знает в этом толк и не зря считает, что «те, кто берется за передачу материи на расстояние, должны бы прежде научиться делать это как положено».
Добавил: Админ-21NN | Просмотров: 2533 | Рейтинг: 5.0/5


Обратите Ваше внимание на другие статьи:

Уважаемые пользователи, пожалуйста, оставляйте комментарии! Нам очень важно Ваше мнение!
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.

    
Меню пользователя
Аватар гостя

Приветствуем Вас, Гость

Логин:
Пароль:
Поиск по сайту
Поиск по названию
Поиск по тегам
Горячие темы форума
Зарабатываем деньги
Детская игра Подарки...
Тест скорости подклю...
кое что о Windows
Кто ты, человек?
Новая валюта портала
Все о сексе
"Что мешает нам...
Культура
Афоризмы
Лучшие 13 анекдотов ...
как защитить свой ко...
поговорим о софте
восстановление данны...
Я ненавижу Дом-2
Волга-Телеком
Кулинария "Кокт...
Стол заказов
Жалобы
С Днем Победы!!!
Прикольные картинки
С праздником Пасхи !...
Статистика
Новых за месяц: 137
Новых за неделю: 41
Новых вчера: 6
Новых сегодня: 3
Всего: 5375
Из них:
Администраторов: 3
$$$-Модераторов: 1
Модераторов: 3
Прокураторов: 3
-----------------
далее:
Проверенных: 247
Пользователей: 2885
Новичков: 1940
Заблокированных: 100
-----------------
Из всех пользователей:
Мужчин и парней: 4210
Женщин и девушек: 1164
Именинники
Поздравляем с Днем рожденья:

SonicEloy(51), diman201091(26), shurik5056(62), romyk(23), ZaikaPeskov(22), Avgust152(33), sergunya1981(36), Ekaterina817(25), Moryy(28), -djumanji-(44), саинчук(62), georgy1982(35), Владимир25(64), arigatos(22), jesus2(27)
Режим ON-LINE
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Сейчас на портале:
Наша кнопочка
Нижегородский файловый портал

HTML-код кнопки:
Реклама
Размещение рекламы

Яндекс.Метрика
Регистрация сайта в каталогах, раскрутка и оптимизация сайта, контекстная реклама Ремонт холодильников в Нижнем Новгороде

Copyright © BankRemStroy © 2009-2017