В 2017 году физики направили фотоны из Тибета на спутник, проходящий более чем в 300 милях над головой. Эти частицы, прыгающие через пространство, вызвали на Земле фантастические фантазии с широкими глазами: Могут ли телепортаторы из "Звездного пути" быть далеко позади? Извините за назойливость, но этот реальный трюк, называемый квантовой телепортацией, скорее всего, никогда не сможет отправить ваше тело из одного места в другое. По сути, это сверхбезопасная передача данных, что трудно сделать с нагромождением кода, из которого состоит человек.
Фотоны и крошечные частицы атомов - самые сложные тела, которые мы можем мгновенно пересылать на большие расстояния. Каждая частица одного типа - фотон, нейтрон, электрон - во многом совпадает с каждым другим представителем своего субатомного вида.
Их различают конфигурации, известные как квантовые состояния. Два фотона, вращающиеся по часовой стрелке, например, идентичны. Вы не можете заставить один из них вращаться в другом месте без задержки (простите, это магия), но вы можете создать его дубликат в другом месте. Это не так полезно для перемещения людей, но ценно для мгновенной, безопасной связи.
Допустим, я нахожусь на Земле и хочу поделиться секретом с вами, астронавтом. Я создаю зашифрованный код, который невозможно расшифровать без ключа, и с его помощью отправляю вам по электронной почте загадочное послание. Но как мне отправить ключ без риска, что его перехватит шпион?
Я начинаю кодировать его в двоичном формате, используя состояния группы фотонов (можно сказать, что по часовой стрелке - 1, против - 0). Я могу надежно разделить цифры благодаря хитрости, которая возникает при взаимодействии двух частиц одного типа: запутыванию. Если фотон 1 вращается по часовой стрелке, фотон 2 вращается против. Если меняется один из них, меняется и другой - независимо от того, как далеко они находятся друг от друга.
Я могу разбить такую пару - одна останется со мной, другая попадет к вам в луче света - и знать, что их состояния всегда будут взаимодополняющими. Это означает, что вы можете получить информацию о моей земной частице, измерив свою собственную. Все, что мне нужно сделать, это подождать, пока моя половина пары примет то же состояние, что и третий фотон - тот, который я закодировал цифрой двоичного числа, - и сказать вам, чтобы вы исследовали свою собственную. В одно мгновение она превращается в драгоценный пропуск.
Presto chango: Вы получили цифру, спрятанную на моей секретной частице, даже не увидев ее. Поскольку фотон, который я телепортировал к вам, на самом деле не содержал шифра, пока его запутанный приятель не перешел в нужное состояние, мы не рисковали выдать наши секреты постороннему, находящемуся в пути.
СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ: На фотографиях: редкий взгляд в сердце квантового компьютера
Такие переносы могут стать обычным явлением в следующем десятилетии, но этот процесс не будет хорошо переведен на человеческий транспорт: В одном человеке содержится около 1028 атомов. Копирование всех этих данных потребует разрушения тела до атомного уровня (ой!), что почти наверняка окажется смертельным. А затем вам пришлось бы идеально восстановить его с нуля из частиц, ожидающих на дальнем конце пути. И еще: будет ли эта версия, отправленная по факсу, тем же самым человеком, что и оригинал?
Возможно, лучше оставить телепортацию и все ее философские последствия для научно-фантастических историй и сосредоточиться на поиске менее смертоносных способов футуристических путешествий.