Teleportacja – marzenie człowieka

Sukcesy te jednak znacznie różnią się od tego, jak sobie teleportację wyobrażamy. I choć odbiegać będzie od naszych wyobrażeń, jej pełna forma wciąż będzie rewolucyjna.

Gdybyśmy stworzyli listę najbardziej pożądanych technologii na świecie, teleportacja znalazłaby się na jej szczycie. Możliwość podróżowania z miejsca na miejsce w mgnieniu oka, rozwiązałaby wiele problemów. Niestety, wiele wskazuje na to, że teleportacja tego rodzaju jest, przynajmniej na razie, poza naszym zasięgiem. Nie oznacza to jednak, że w ogóle nie jest możliwa. Jest po prostu inna niż to sobie wyobrażamy.

Teleportacja jest dość dziwnym pojęciem, ale istnieje taka jej wersja, której fizycy używają rutynowo. Nikt nie teleportuje jednak ludzi. Zamiast tego można teleportować pojedyncze cząstki. W pewnym sensie można stworzyć identyczną wersję danej cząstki w innym miejscu. Ta cząstka będzie miała te same właściwości i stan kwantowy.

Zainteresowanie teleportacją sięga czasów Einsteina i nie sposób rozmawiać o teleportacji bez wprowadzenia do fizyki kwantowej. Zjawisko bowiem trzeba rozpatrywać na poziomie mikroskali, czyli cząstek kwantowych właśnie. Kiedy obserwowano cząstki kwantowe, zdano sobie sprawę, że zachowują się one zupełnie inaczej niż to, co można zobaczyć gołym okiem w skali makroskopowej. W rezultacie odkryto, że cząstki kwantowe mogą istnieć w dwóch miejscach jednocześnie. Superpozycja występuje jednak tylko wtedy, gdy cząstki nie są obserwowane. Gdy są obserwowane, następuje tzw. załamanie fali prawdopodobieństwa. Najprościej można to zobrazować na przykładzie bitu komputerowego. Bity te działają w systemie binarnym (mogą mieć wartość 0 lub 1). Natomiast qubit (bit kwantowy) może być jednocześnie "0" i "1", o ile nie nastąpi załamanie fali.

I kiedy obserwowano w ten sposób działanie cząstek kwantowych, Einstein odkrył coś, co nazwał "upiornymi oddziaływaniami na odległość", co znaczyło, że nawet jeśli dwie cząstki mają różne właściwości (np. różne momenty pędu), mogą być splątane na poziomie kwantowym, tzn. można je połączyć w pary. Ale najciekawsze jest to, że gdy połączy się dwie cząstki, to zmiana własności jednej cząstki zmienia również własności drugiej – i to niezależnie od odległości. Na tym właśnie polega ta wersja teleportacji – na natychmiastowym przekazywaniu informacji z punktu A do punktu B na poziomie kwantowym.

Dlaczego więc my, którym wydaje się, że opanowaliśmy tę technologię, nie dokonujemy teleportacji informacji na wielką skalę? Dlatego, że nie mamy pełnej kontroli nad tym, jaki stan kwantowy (czyli wynik teleportacji) uzyskamy. Aby to zobrazować, naukowcy posługują się przykładem monety. Wyobraźmy sobie dwie monety splątane ze sobą kwantowo. Jeśli w wyniku splątania pierwsza moneta wskazuje "orła", druga powinna hipotetycznie wskazywać "reszkę". Wiedząc o tym, nadawca zaczyna obracać pierwszą monetą, a w tym samym czasie moneta obraca się również u odbiorcy. Jak długo moneta się obraca, nikt nie zna wyniku. Ani nadawca, ani odbiorca. Krótko mówiąc, "coś" jest wysyłane, ale to "coś" nie jest znane i informacja pozostaje w superpozycji.

Ograniczenie to uniemożliwia przesyłanie pewnych informacji na tym etapie badań, gdyż nadawca nie jest w stanie określić, czy to, co zamierza przekazać, zostanie odebrane. Wniosek stąd taki, że potrzebny byłby jakiś kanał transmisyjny, w którym obie strony mogły by sprawdzić wzajemnie swoje informacje.

Być może badania nad kwantową teleportacją informacji będą postępować i może się okazać, że w ten sam sposób można przenosić materię. Problemem jest tu jednak to, że materia ludzka jest żywym organizmem, który zmienia się w milisekundach. Jak więc można przenieść ludzkie ciało z punktu A do punktu B, skoro jego "stan zachowania" jest już inny? Jak na razie nie znamy odpowiedzi na te i wiele innych pytań. Jednak, choć być może nie uda się nigdy taka teleportacja, jak w filmach science fiction, to trzeba mieć nadzieję, że ludzkość pewnego dnia będzie w stanie osiągnąć jakąś jej formę.