Wygląda na to, że świat naukowy niedawno rozpoczął grę na pełnych obrotach: „Jakie supermoce byś wybrał?” Dla tych, którzy chcą być niewidzialni, inżynierowie opracowują egzotyczne materiały, które mogą zaginać światło obiektu poza zasięgiem wzroku. Dla potencjalnych telepatów neurobiolodzy pracują nad sposobami odczytywania wzorców fal mózgowych jednej osoby i przesyłania ich do głowy innej osoby. Być może moim osobistym faworytem jest najbardziej szalona siła fantasy ze wszystkich: teleportacja, możliwość przybycia bez latania. Wyobraź sobie, że jesteś w stanie zdematerializować się ze swojego salonu i obudzić w Wenecji, lasach deszczowych Amazonii lub pierścieniach Saturna (oczywiście w odpowiednim skafandrze kosmicznym). Pomysł jest tak kuszący, że stał się podstawą science fiction od początków Star Trek i Doctor Who, ale wydaje się również obrazą zdrowego rozsądku. Na szczęście zdrowy rozsądek nie rządzi zasadami fizyki kwantowej, jak wykazał krótki artykuł z 1993 roku z pełnym kęsem tytułem: „Teleportowanie nieznanego stanu kwantowego za pośrednictwem podwójnych kanałów klasycznych i kanałów Einsteina-Podolskiego-Rosena”. W nim zespół kierowany przez Charlesa Bennetta z IBM TJ Watson Research Center pokazał, jak połączyć ze sobą dwie cząsteczki w określony sposób i jak utrzymać je połączone nawet przy dużych prędkościach. To połączenie, zwane splątaniem kwantowym, ma niezwykłą moc. Pozwala osobie trzymającej jedną z cząstek natychmiast wysłać porcję informacji – „nieznany stan kwantowy” w tytule artykułu – do kogoś, kto trzyma drugą cząsteczkę. Z powodu tego dziwnego połączenia kwantowego informacje przechodzą od osoby do osoby bez fizycznego przechodzenia między nimi. Przylatuje bez latania. Przenoszenie informacji z jednej cząstki do drugiej może nie brzmieć jak „Scotty, dodaj energii”, ale dwie wersje tego samego procesu na podstawowym poziomie. Każdy atom w ciele kapitana Kirka to zestaw danych (rodzaj atomu, lokalizacja, stan energetyczny itp.); kapitan jako całość to po prostu ogromny zbiór tych zestawów danych. Teleportuj wszystkie istotne informacje na powierzchnię planety i odtwórz Kirka dokładnie takim, jakim był na pokładzie statku. Ok, może… tak. Technologia teleportacji rozwijała się szybko od 1993 roku i obecnie jest testowana w laboratorium. Ale, jak wielokrotnie odkryła załoga Enterprise, teleportację ludzi trudno jest zrobić dobrze, a łatwo zrobić źle. Mogą istnieć tańsze i łatwiejsze sposoby na osiągnięcie takiej supermocy. Nawet minimalna teleportacja może być objawieniem. Fizycy budują komputer kwantowy, podobną technologię, która przetwarza informacje za pomocą pojedynczych atomów lub cząstek zamiast tranzystorów. Taki komputer może na przykład przewyższać konwencjonalne procesory w niektórych typach obliczeń: łamaniu kodów i rozwiązywaniu złożonych równań. Komputer kwantowy mógłby przyczynić się do pierwszych w pełni praktycznych symulacji zjawisk kwantowych. Cała biologia, chemia i nanotechnologia działają na poziomie kwantowym. Zrozumienie tych systemów na ich własnych warunkach będzie ogromnym skokiem. Teleportacja jest kluczową technologią wspomagającą obliczenia kwantowe, ponieważ umożliwia pobieranie informacji z komputera bez zakłócania działania reszty urządzenia. Bez teleportacji, bez wyników. W zeszłym roku zespół kierowany przez fizyka Alexa Kuzmicha z Georgia Institute of Technology zademonstrował realistyczną metodę teleportacji informacji poprzez splątanie na żądanie atomów i fotonów urządzenia. Gdy już to zrobisz, możesz wykorzystać to połączenie kwantowe do przesyłania danych z komputera kwantowego i dostarczania ich dokładnie tam, gdzie ich potrzebujesz. A kiedy zbudujesz maszynę kwantową, zaczynają się możliwości. Kuzmich i inni widzą całe „sieci kwantowe” łączące różne komputery i zapewniające szybką łączność między nimi. Jeśli myślisz, że pomysł brzmi znajomo, masz rację; to ilość internetowa. Bezpieczeństwo jest głównym powodem, dla którego warto pójść tą drogą. Praca z splątanymi cząsteczkami wymaga niesamowitej delikatności, ale dzięki temu jest też niesamowicie prywatna. Jeśli ktoś spróbuje podsłuchać uwikłany post, sam akt niechcianego podsłuchiwania zakłóca całą metodę teleportacji. Dlatego każda wiadomość wysyłana przez kwantowy Internet jest całkowicie bezpieczna — lub tak dobra, jak wszystko, co znane ludzkości. Budzący serce błąd? Nie ma problemu.
Co jest ze mną?
Tak, tak, tak. Chcesz dowiedzieć się o nieskończonym rodzaju teleportacji, takiej, która przenosi ludzi z miejsca na miejsce. Dwa względy, jeden metafizyczny i jeden techniczny, zagrożą twojemu entuzjazmowi. Po pierwsze, usunięcie całej wiedzy z ciała kapitana Kirka (lub twojego) wymaga zrozumienia stanu fizycznego każdego atomu, co wymagałoby całkowitej dezintegracji. Za każdym razem, gdy Kirk wchodzi do transportera, popełnia samobójstwo, a następnie odradza się na drugim końcu. Po drugie, ilość informacji potrzebnych do odtworzenia go jest oszałamiająca — około 4,5 x 1042 bity, według szacunków, ostatnio w ramach wysoce zabawnego projektu fizyki dla absolwentów Uniwersytetu Leicester. Nikt nie wie, ile informacji zebrać i przesłać. I zauważ, jak najmniejsze zakłócenie przerywa splot kwantowy? Ponowne składanie atomów nieuchronnie zaburzy wiedzę. To samobójstwo na jednym końcu bez odrodzenia na drugim. Kirk mógłby najpierw postawić czerwoną koszulkę. Sytuacja teleportacji staje się znacznie mniej ponura, jeśli jednak nieco naginasz definicję. Jak odkryło wielu graczy w gry wideo, ludzki mózg ma niezwykłą zdolność do projekcji siebie na inne obiekty lub symulowane przestrzenie poza ciałem. NASA korzysta z Human Exploration Telerobotics, projektu, który umożliwia astronautom „zamieszkiwanie” robotów w niebezpiecznych lub niedostępnych miejscach. Astronauta-robot również wychodzi poza Międzynarodową Stację Kosmiczną. W niedalekiej przyszłości możesz napotkać eksplorację kosmosu za pomocą łazika marsjańskiego lub mechaniczne ramiona szturchające odległą asteroidę. Jeśli to dla ciebie za dużo, co powiesz na faks DNA? J. guru nauki. Craig Venter sugeruje, że jeśli znajdziemy drobnoustroje na Marsie, możemy lokalnie zsekwencjonować ich genom, przekazać informacje i odbudować organizm na Ziemi. W teorii, mówi Venter, cykl mógłby przebiegać w drugą stronę: byłoby możliwe wysłanie ludzkiego DNA wraz z odpowiednim inkubatorem na odległe planety i zsyntetyzowanie ludzi na drugim końcu. Wtedy twój klon mógłby założyć sklep na świecie krążącym wokół Alfa Centauri B. Klonowanie również nie spełnia pełnego marzenia Teleportacji o superbohaterach, pamiętam. Nie, najlepiej byłoby, gdybyś przesłał cały umysł do odległego sobowtóra, abyś mógł tam być. To sprawiłoby, że problem teleportacji z „prawdopodobnie niemożliwego” stałby się „niezwykle skomplikowany”, co nadal pozostawia duży problem z zawartością informacji w mózgu. Jeśli jednak zgodzisz się, że wiedza jest jedyną rzeczą, która determinuje twój umysł, misja wydaje się wykonalna. Nie musisz już ostrożnie składać atomów we właściwych miejscach; tylko dowody. Zwróć uwagę na ciekawy wspólny wątek w tym wszystkim. Jeśli odkryjesz, że jesteś stosem atomów, sekwencją DNA, zbiorem danych sensorycznych lub skomplikowanym urządzeniem maszynowym, we wszystkich tych definicjach jesteś tylko stosem danych. Zgodnie z teorią unitarną wiedza kwantowa nigdy nie jest tracona. Połącz je, a te dwa twierdzenia prowadzą do oszałamiającego wniosku: w najbardziej podstawowym punkcie prawa fizyki sugerują, że jesteś nieśmiertelny.
