1
00:00:07,545 --> 00:00:09,724
Возможна ли телепортация?

2
00:00:09,724 --> 00:00:13,142
Может ли бейсбольный мяч
трансформироваться в подобие радиоволны,

3
00:00:13,142 --> 00:00:14,617
путешествовать сквозь здания,

4
00:00:14,617 --> 00:00:16,104
огибать углы

5
00:00:16,104 --> 00:00:18,855
и снова превратиться в бейсбольный мяч?

6
00:00:18,855 --> 00:00:24,995
Как это ни странно, 
согласно квантовой механике, ответ: «Да».

7
00:00:24,995 --> 00:00:26,576
Вроде бы.

8
00:00:26,576 --> 00:00:27,605
Вот в чём фокус.

9
00:00:27,605 --> 00:00:30,296
Сам мяч нельзя передать
посредством радиоволн,

10
00:00:30,296 --> 00:00:33,763
но всю информацию о нём — вполне можно.

11
00:00:33,763 --> 00:00:36,266
В квантовой физике атомы и электроны

12
00:00:36,266 --> 00:00:39,756
понимаются как совокупность
различных свойств,

13
00:00:39,756 --> 00:00:41,067
таких как положение,

14
00:00:41,067 --> 00:00:41,926
момент

15
00:00:41,926 --> 00:00:44,265
и собственный спин.

16
00:00:44,265 --> 00:00:47,097
Значение этих свойств задаёт частицу,

17
00:00:47,097 --> 00:00:50,288
придавая ей квантовую идентичность.

18
00:00:50,288 --> 00:00:53,006
Если два электрона имеют
одно и то же квантовое состояние,

19
00:00:53,006 --> 00:00:54,547
они идентичны.

20
00:00:54,547 --> 00:00:59,136
В прямом смысле наш мяч определяется
множеством квантовых состояний,

21
00:00:59,136 --> 00:01:01,696
в которых находятся его атомы.

22
00:01:01,696 --> 00:01:05,547
Если бы информация о квантовом состоянии
могла быть прочитана в Бостоне

23
00:01:05,547 --> 00:01:07,048
и отправлена по всему миру,

24
00:01:07,048 --> 00:01:10,876
атомы тех же химических элементов
могли бы получить эту информацию,

25
00:01:10,876 --> 00:01:13,479
затем их можно воссоздать в Бангалоре

26
00:01:13,479 --> 00:01:16,039
и направить на сборку,

27
00:01:16,039 --> 00:01:18,969
в результате чего мы получим 
такой же бейсбольный мячик.

28
00:01:18,969 --> 00:01:20,178
Правда, есть одно но.

29
00:01:20,178 --> 00:01:22,849
Квантовые состояния
не так просто измерить.

30
00:01:22,849 --> 00:01:25,763
Принцип неопределённости
в квантовой физике

31
00:01:25,763 --> 00:01:28,740
подразумевает, что положение
и момент частицы

32
00:01:28,740 --> 00:01:31,738
не могут быть измерены
в одно и то же время.

33
00:01:31,738 --> 00:01:34,879
Самый простой способ измерения
точного положения электрона

34
00:01:34,879 --> 00:01:39,239
требует рассеивания частицы света, фотона,

35
00:01:39,239 --> 00:01:41,821
и сбора света в микроскопе.

36
00:01:41,821 --> 00:01:47,178
Но рассеивание изменяет момент электрона
непредсказуемым образом.

37
00:01:47,178 --> 00:01:50,220
В результате мы теряем всю
предыдущую информацию о моменте.

38
00:01:50,220 --> 00:01:53,751
В некотором смысле
квантовая информация довольно зыбкая.

39
00:01:53,751 --> 00:01:55,830
Измерение информации меняет её.

40
00:01:55,830 --> 00:01:57,731
Как же нам передавать то,

41
00:01:57,731 --> 00:02:01,899
что мы не можем полностью считывать,
не уничтожив при этом?

42
00:02:01,899 --> 00:02:06,753
Ответ найдём в странных явлениях
квантовой запутанности.

43
00:02:06,753 --> 00:02:10,723
Запутанность — это давняя загадка,
известная с первых дней квантовой физики,

44
00:02:10,723 --> 00:02:13,142
и это явление
до сих пор не до конца изучено.

45
00:02:13,142 --> 00:02:17,162
Запутанность спина
двух электронов означает влияние,

46
00:02:17,162 --> 00:02:19,603
превосходящее расстояние.

47
00:02:19,603 --> 00:02:21,533
Спин первого электрона определяет,

48
00:02:21,533 --> 00:02:24,721
какой спин будет у второго электрона,

49
00:02:24,721 --> 00:02:29,132
независимо от расстояния между ними,
будь то километр или световой год.

50
00:02:29,132 --> 00:02:32,931
Каким-то образом информация
о квантовом состоянии первого электрона,

51
00:02:32,931 --> 00:02:34,901
так называемая кубит данных,

52
00:02:34,901 --> 00:02:40,883
влияет на соседние электроны без передачи
через промежуточное пространство.

53
00:02:40,883 --> 00:02:43,875
Эйнштейн и его коллеги назвали
эту странную связь

54
00:02:43,875 --> 00:02:46,832
«жутким дальнодействием».

55
00:02:46,832 --> 00:02:50,094
Кажется, что запутанность
между двумя частицами

56
00:02:50,094 --> 00:02:54,725
помогает мгновенно передавать
кубит через пространство,

57
00:02:54,725 --> 00:02:56,404
однако есть загвоздка.

58
00:02:56,404 --> 00:03:00,642
Данное взаимодействие
должно начаться локально.

59
00:03:00,642 --> 00:03:03,963
Два электрона должны быть запутаны 
в непосредственной близости,

60
00:03:03,963 --> 00:03:08,395
прежде чем один из них будет
перенесён на новый участок.

61
00:03:08,395 --> 00:03:11,945
Сама по себе квантовая запутанность
не является телепортацией.

62
00:03:11,945 --> 00:03:13,333
Чтобы совершить телепортацию,

63
00:03:13,333 --> 00:03:16,845
нам нужно цифровое сообщение,
чтобы помочь интерпретировать кубит

64
00:03:16,845 --> 00:03:18,695
на принимающей стороне.

65
00:03:18,695 --> 00:03:22,705
У нас два бита данных, созданных
путём измерения первой частицы.

66
00:03:22,705 --> 00:03:26,455
Эти цифровые биты должны передаваться
по классическому каналу, ограниченному

67
00:03:26,455 --> 00:03:32,296
скоростью света, радио, микроволнами
и, возможно, оптическим волокном.

68
00:03:32,296 --> 00:03:34,865
Когда для цифрового сообщения
измеряется частица,

69
00:03:34,865 --> 00:03:37,265
мы уничтожаем её квантовую информацию,

70
00:03:37,265 --> 00:03:40,138
так что бейсбольный мяч
должен исчезнуть из Бостона

71
00:03:40,138 --> 00:03:42,986
и затем появиться в Бангалоре.

72
00:03:42,986 --> 00:03:44,859
Благодаря принципу неопределённости,

73
00:03:44,859 --> 00:03:48,316
телепортация передаёт информацию о мяче

74
00:03:48,316 --> 00:03:52,316
между двумя городами
и никогда не дублирует её.

75
00:03:52,316 --> 00:03:56,457
Поэтому в принципе мы могли бы
телепортировать объекты и даже людей,

76
00:03:56,457 --> 00:04:00,446
но в настоящее время маловероятно,
что мы можем измерить квантовое состояние

77
00:04:00,446 --> 00:04:04,492
триллион триллионов или более
атомов в больших объектах,

78
00:04:04,492 --> 00:04:06,738
а затем воссоздать их в другом месте.

79
00:04:06,738 --> 00:04:11,188
Сложность этой задачи
и энергозатраты просто астрономические.

80
00:04:11,188 --> 00:04:15,208
Пока мы можем телепортировать
одиночные электроны и атомы,

81
00:04:15,208 --> 00:04:18,059
что может привести к самому защищённому
шифрованию данных

82
00:04:18,059 --> 00:04:21,569
в будущих квантовых компьютерах.

83
00:04:21,569 --> 00:04:25,529
Философские последствия
квантовой телепортации весьма коварны.

84
00:04:25,529 --> 00:04:29,969
Телепортируемый объект
не до конца путешествует в пространстве

85
00:04:29,969 --> 00:04:31,440
как реальная материя.

86
00:04:31,440 --> 00:04:36,358
Также не передаётся в пространстве
как неуловимая информация.

87
00:04:36,358 --> 00:04:38,544
Кажется, что происходит и одно, и другое.

88
00:04:38,544 --> 00:04:41,049
Квантовая физика даёт нам
необычное новое видение

89
00:04:41,049 --> 00:04:45,920
всей материи нашей вселенной
как хранилища ускользающей информации.

90
00:04:45,920 --> 00:04:51,780
Квантовая телепортация раскрывает
новые способы влияния на эту хрупкость.

91
00:04:51,780 --> 00:04:53,993
Помните, что нет ничего невозможного.

92
00:04:53,993 --> 00:04:55,641
За чуть более века

93
00:04:55,641 --> 00:04:59,131
человечество перешло от
неопределённого понимания нового явления

94
00:04:59,131 --> 00:05:01,911
поведения электронов в атомном масштабе

95
00:05:01,911 --> 00:05:06,278
до их безопасной 
телепортации в пределах комнаты.

96
00:05:06,278 --> 00:05:09,051
Какие технические возможности
для телепортации

97
00:05:09,051 --> 00:05:12,732
появятся у нас через тысячу
или даже десять тысяч лет?

98
00:05:12,732 --> 00:05:15,783
Только время и пространство знают ответ.