Sådan fungerer teleportation

Træt af de vanvittige morgenskolefravær? Længes du efter en morgenpendling fri for raseri på motorvejen og offentlig transport?

Godt, heldig for dig, videnskaben arbejder på et svar, og det er måske lige så simpelt som at scanne din krop ned til det subatomære niveau, udslette alle dine yndlingsdele ved punkt A og derefter sende alle de scannede data til punkt B, hvor en computer bygger dig tilbage fra ingenting på en brøkdel af et sekund.

Jo da, det svarer lidt til at stikke dit barn i en subatomær flishugger hver morgen, men tænk bare på al den tid, du sparer!

Det hedder teleportation , og du kender det sandsynligvis bedst fra f.eks. "Star Trek" og "The Fly." Hvis realiseret for mennesker, denne fantastiske teknologi ville gøre det muligt at rejse store afstande uden fysisk at krydse rummet mellem. Global transport bliver øjeblikkelig, og interplanetariske rejser vil bogstaveligt talt blive et lille skridt for mennesket.

Tvivlsom? Overvej et øjeblik, at teleportation ikke har været strengt sci-fi siden 1993. Det år, konceptet flyttede fra området umulig fantasi til teoretisk virkelighed. Fysikeren Charles Bennett og et team af IBM -forskere bekræftede, at kvanteteleportation var mulig, men kun hvis det originale objekt, der blev teleporteret, blev ødelagt. Hvorfor? Scanningen forstyrrer originalen, så kopien bliver den eneste original, der er tilbage.

Denne åbenbaring, først annonceret af Bennett på et årligt møde i American Physical Society i marts 1993, blev efterfulgt af en rapport om hans fund i 29. marts, 1993, udgave af Physical Review Letters. Siden den gang, forsøg med fotoner har bevist, at kvanteteleportation er, faktisk, muligt.

Arbejdet fortsætter i dag, som forskere kombinerer elementer i telekommunikation, transport og kvantefysik på forbløffende måde.

Teleportation:Nylige eksperimenter

Teleportationseksperimenter forårsager noget rod i science fiction, producere indefra og ud bavianer, gen-splejsede monstre og dematerialiserede vanvittige kan lide ingen virksomhed.

I virkeligheden, imidlertid, eksperimenterne er hidtil ubehagelige og generelt ganske lovende.

I 1998, fysikere ved California Institute of Technology (Caltech), sammen med to europæiske grupper, gjort IBMs teleportationsteori til virkelighed ved med succes at teleportere en foton - en partikel af energi, der bærer lys.

Caltech -teamet læste atomstrukturen af ​​en foton, sendte disse oplysninger på tværs af ca. 1 meter koaksialkabel og lavede en kopi af fotonet på den anden side. Som forudsagt, den originale foton eksisterede ikke længere, når replikaen dukkede op.

For at udføre forsøget, Caltech -gruppen måtte skørt lidt over noget, der hedder Heisenberg Usikkerhedsprincip . Som enhver bokset, kvante-stat feline vil fortælle dig, dette princip siger, at du ikke samtidig kan kende placeringen og momentumet for en partikel. Det er også den største barriere for teleportering af objekter, der er større end en foton.

Men hvis du ikke kan kende placeringen af ​​en partikel, hvordan kan du så deltage i lidt kvanteteleportation? For at teleportere en foton uden at krænke Heisenberg -princippet, Caltech -fysikerne brugte et fænomen kendt som sammenfiltring . I sammenfiltring, du har brug for mindst tre fotoner for at opnå kvanteteleportation:

1. Foton A:Fotonen, der skal teleporteres
2. Foton B:Den transporterende foton
3. Foton C:Fotonen, der er viklet ind i foton B

Hvis forskere forsøgte at se for tæt på foton A uden sammenfiltring, de ville støde på det, og derved ændre det. Ved at sammenfiltre fotoner B og C, forskere kan udtrække nogle oplysninger om foton A, og de resterende oplysninger ville videregive til B som en sammenfiltring, og derefter videre til foton C. Når forskere anvender oplysningerne fra foton A til foton C, de opretter en nøjagtig kopi af foton A. Dog, foton A eksisterer ikke længere, som den gjorde før oplysningerne blev sendt til foton C.

Med andre ord, når kaptajn Kirk stråler ned til en fremmed planet, en analyse af hans atomstruktur passerer gennem transportrummet til den ønskede placering, hvor den bygger en Kirk -replika. I mellemtiden, originalen dematerialiserer.

Siden 1998 har forskere har ikke helt arbejdet sig op til at teleportere bavianer, da teleportering af levende stof er uendeligt vanskelig. Stadig, deres fremgang er ganske imponerende. I 2002, forskere ved Australian National University med succes teleporterede en laserstråle, og i 2006, et team ved Danmarks Niels Bohr Institut teleporterede oplysninger, der er lagret i en laserstråle, ind i en sky af atomer cirka 1,6 fod (en halv meter) væk.

"Det er et skridt videre, fordi det for første gang indebærer teleportation mellem lys og stof, to forskellige objekter, "forklarede teamleder Dr. Eugene Polzik." Den ene er informationsbæreren, og den anden er lagermediet "[kilde:CBC].

I 2012, forskere ved University of Science and Technology of China lavede en ny teleportationsrekord. De teleporterede en foton 97 kilometer, 81 kilometer længere end den tidligere rekord [kilde:Slezak]. Bare to år senere, Europæiske fysikere var i stand til at teleportere kvanteinformation via en almindelig optisk fiber, der bruges til telekommunikation [kilde:Emerging Technology from the arXiv].

I betragtning af disse fremskridt, du kan se, hvordan kvanteteleportation vil påvirke kvanteberegningens verden langt, før det hjælper din morgenpendlingstid. Disse eksperimenter er vigtige i udviklingen af ​​netværk, der kan distribuere kvanteinformation ved transmissionshastigheder langt hurtigere end nutidens mest kraftfulde computere.

Det hele kommer ned til at flytte information fra punkt A til punkt B. Men vil mennesker nogensinde også lave den kvantejagt?

Menneskelig teleportation

Desværre, transportørerne af "Star Trek" og telepoderne i "Fluen" er ikke kun en fremtidig mulighed, men også måske en fysisk umulighed.

Trods alt, en transportør, der gør det muligt for en person at rejse øjeblikkeligt til et andet sted, kan også kræve, at denne persons oplysninger rejser med lysets hastighed-og det er et stort nej-nej ifølge Einsteins teori om særlig relativitet.

Også, for en person at teleportere, teleporterens computer skulle finde og analysere alle de 10 ²⁸ atomer, der udgør menneskekroppen. Det er mere end en billion billioner atomer. Denne vidundermaskine skulle derefter sende oplysningerne til et andet sted, hvor en anden fantastisk maskine ville rekonstruere personens krop med præcis præcision.

Hvor meget plads til fejl ville der være? Glem din frygt for at splejse DNA med en husflue, fordi hvis dine molekyler rekonstituerede endda en millimeter malplaceret, du ville "ankomme" til din destination med alvorlig neurologisk eller fysiologisk skade.

Og definitionen af ​​"ankomme" ville helt sikkert være et stridspunkt. Den transporterede person ville faktisk ikke "ankomme" nogen steder. Hele processen ville fungere langt mere som en faxmaskine - en kopi af personen ville dukke op i den modtagende ende, men hvad ville der ske med originalen? Hvad gør DU med dine originaler efter hver fax?

Det står fornuftigt, derefter, at hver succes bio-digital teleportation ville være en handling af mord og skabelse. Hver brug ville se digitaliseringen af ​​din krops alle detaljer, oprettelsen af ​​en genetisk klon komplet med alle de rejsendes minder, følelser, håb og drømme.

Den originale kopi skulle dø; det er, medmindre vi er seje med tanken om at kopiere os selv hver gang vi har brug for at rejse på tværs af lande og begå barnemord hver gang lille Jimmy går i skole.

Som med alle teknologier, forskere vil helt sikkert fortsætte med at forbedre de underliggende begreber for teleportation. En dag, sådan en hård vision af livet, død og teleportation kan meget vel virke barbarisk og uinformeret. Vores forfædre kan føle, at deres kroppe falmer og dematerialiseres i én verden, selvom deres øjne åbner sig på en planet, der er utallige lysår væk.

Udforsk linkene på den næste side for at lære endnu mere om kvantefysik og teleportation.

Masser mere information

Forfatterens note:Sådan fungerer teleportation

Teleportation er en af ​​de "Frankenstein" -teknologier, der skræmmer os, selvom de inspirerer os. Sikkert, magt til øjeblikkeligt at rejse fra New York til Bangkok eller fra Jorden til Alpha Centauri er bestemt en magt, der er værd at gribe efter. Det kan i sidste ende garantere den menneskelige racers overlevelse og dets perifere teknologier kunne ændre fundamentalt hvad det er at være menneske.

Trods alt, hvis en maskine kan digitalisere alt, hvad du er og genopbygge den på den anden side af planeten, hvorfor gider du så med en perfekt kopi? Hvad med en forbedret kopi, der er yngre, klogere, stærkere og gladere? Hvorfor skulle du nogensinde bekymre dig om at blive gammel, når du simpelthen kan passere teleporteren og dukke op fornyet?

Bio-digital teleportation frister og forfølger os. Det er derfor, så mange af vores sci-fi-visioner af det involverer iboende tragedie og dehumaniserende rædsel. For hvis vi nogensinde opnår det, vi har mestret livet, død, stof, rum og tid. Sikkert, en eller anden barriere bør stå mellem menneskeheden og sådan guddom, ret? –- Robert Lamb

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer tidsrejser
• 5 sygeste teleporteruheld nogensinde
• Top 5 Sci-fi-våben, der faktisk kan ske
• 10 futuristiske forudsigelser i transportverdenen
• Top 10 videnskabelige opdagelser i 2013
• Sådan fungerer kvantecomputere
• Sådan fungerer lys
• Sådan fungerer kloning
• Sådan fungerer atomerne

Kilder

• Ny teknologi fra arXiv. "Quantum Internet:Første teleportation til en Solid-state Quantum Memory." 3. februar kl. 2014. (4. marts, 2014) http://www.technologyreview.com/view/524186/quantum-internet-first-teleportation-to-a-solid-state-quantum-memory/
• "Første kvanteteleportation mellem lys og stof." Phys.Org. 5. oktober kl. 2006. (5. marts, 2014) http://phys.org/news79265847.html
• IBM Research. "Quantum Teleportation." IBM. 1995. (30. oktober, 2012) http://researcher.watson.ibm.com/researcher/view_project.php?id=2862
• Forskere teleporterer lys til sagen for første gang. "CBC News. 5. oktober, 2006. (5. marts, 2014) http://www.cbc.ca/news/technology/story/2006/10/05/tech-teleport-061005.html
• Slezak, Michael. "Teleportationsrekord varsler et sikkert globalt netværk." Ny forsker. 15. maj kl. 2012. (3. marts, 2014) http://www.newscientist.com/article/dn21811-teleportation-record-heralds-secure-global-network.html