Da li ćemo ikad moći da se teleportujemo? - Sajan Sajini (Sajan Saini)

Odgledajte celu lekciju na: https://ed.ted.com/lessons/will-we-ever-be-able-to-teleport-sajan-saini

Da li je teleportacija moguća? Da li bi se loptica za bejzbol mogla pretvoriti u nešto poput radio-talasa, putovati kroz zgrade, odbijati se o ivice i postati ponovo lopta za bejzbol? Čudno je što bi, zahvaljujući kvantnoj mehanici, odgovor mogao biti potvrdan. Sajan Sajini pojašnjava.

Lekciju pripremio: Sajan Saini, animacija: Kerot Animation.

Da li je teleportacija moguća?

Da li bi se lopta za bejzbol mogla
pretvoriti u nešto poput radio-talasa,

putovati kroz zgrade,

odbijati se o ivice

i postati ponovo lopta za bejzbol?

Čudno, ali zahvaljujući kvantnoj mehanici,
odgovor bi mogao zapravo biti potvrdan.

Na neki način.

Evo cake.

Sama lopta za bejzbol se ne bi
mogla poslati preko radio-talasa,

ali sve informacije o njoj bi mogle.

U kvantnoj fizici, atomi i elektroni

tumače se kao kolekcija
različitih osobina,

poput, recimo, pozicije,

momenta sile

i unutrašnjeg spina.

Vrednosti ovih karakteristika
konfigurišu česticu,

dajući joj identitet kvantnog stanja.

Ako dva elektrona
imaju isto kvantno stanje,

oni su identični.

Bukvalno, naša lopta za bejzbol
se definiše kolektivnim kvantnim stanjem

koje potiče iz njenih mnogobrojnih atoma.

Ako bi se ta informacija o kvantnom stanju
mogla pročitati u Bostonu

i poslati oko sveta,

atomi istih hemijskih elemenata
imali bi istu ovu informaciju

zapisanu na njima u Bangaloru

i bili bi pažljivo navođeni da se udruže,

pri čemu bi postali
potpuno ista lopta za bejzbol.

Međutim, postoji prepreka.

Kvantna stanja se ne mere tako lako.

Princip neodređenosti u kvantnoj fizici

nam govori da se pozicija
i momenat sile čestice

ne mogu istovremeno izmeriti.

Najjednostavniji način merenja
tačne pozicije elektrona

zahteva rasipanje
čestice svetlosti, fotona, iz nje

i skupljanje svetlosti u mikroskopu.

Ali, rasipanje menja momenat
sile elektrona na nepredvidljive načine.

Gubimo sve prethodne
informacije o momentu sile.

Na neki način,
kvantna informacija je krhka.

Merenje informacije je menja.

Kako onda možemo da šaljemo nešto

što ne možemo u potpunosti
da pročitamo bez uništavanja toga?

Odgovor se može naći
u čudnoj pojavi kvantne sprege.

Ta sprega je stara misterija
još od nastanka kvantne fizike

i još uvek je potpuno ne razumemo.

Sprezanje spina dva elektrona
ima za posledicu uticaj

na koji ne utiče udaljenost.

Merenjem spina prvog elektrona

određuje se spin
kao rezultat merenja drugog,

bez obzira na to da li su čestice
udaljene milju ili svetlosnu godinu.

Nekako informacija
o kvantnom stanju prvog elektrona,

zvana kjubit podataka,

utiče na njenog partnera
bez prenosa u međuprostoru.

Ajnštajn i njegove kolege su nazvale
ovu neobičnu komunikaciju

sablasnom aktivnošću na udaljenosti.

Iako izgleda kao da sprega
između dve čestice pomaže

u trenutnom prebacivanju kjubita
u prostoru između njih,

postoji caka.

Ova interakcija mora započeti lokalno.

Dva elektrona moraju biti u sprezi
na maloj udaljenosti

pre nego što se jedan
prebaci na drugo mesto.

Sama po sebi, kvantna sprega
nije teleportacija.

Da bi se teleportacija izvršila,

neophodna nam je digitalna poruka

koja bi nam pomogla
da protumačimo kjubit pri prijemu.

Dva podatka nastala
merenjem prve čestice.

Ovi digitalni podaci moraju
da se prenose klasičnim kanalom

koji je ograničen brzinom svetlosti -

radio-talasima, mikrotalasima
ili možda optičkim vlakanima.

Kad izmerimo česticu
za ovu digitalnu poruku,

uništavamo njenu kvantnu informaciju,

što znači da lopta za bejzbol
mora nestati iz Bostona

da bi se teleportovala u Bangalor.

Zahvaljujući principu neodređenosti,

teleportacija šalje informaciju
o lopti za bejzbol

između dva grada i nikada je ne duplira.

Dakle, teoretski, mogli bismo
da teleporujemo predmete, čak i ljude,

ali trenutno deluje malo verovatno
da možemo da merimo kvantna stanja

bilion biliona ili više atoma
u većim predmetima

i da ih ponovo stvorimo negde drugde.

Kompleksnost tog zadatka
i neophodna energija su ogromni.

Trenutno možemo da pouzdano teleportujemo
pojedinačne elektrone i atome,

što može da bude prvi korak
za vrhunski obezbeđene podatke

u budućim kvantnim računarima.

Filozofske posledice
kvantne teleportacije su suptilne.

Teleportovani predmet se zapravo
ne transportuje kroz prostor

kao opipljiva materija

niti se zaista šalje prostorom
kao neopipljiva informacija.

Izgleda da radi obe stvari pomalo.

Kvantna fizika nam daje
neobičan, nov pogled

na svu materiju u univerzumu
kao kolekciju krhkih informacija,

a kvantna teleportacija nam otkriva
nove načine da utičemo na krhkost.

I zapamtite, nikad ne recite nikad.

Za malo više od veka,

čovečanstvo je napredovalo
od nesigurnog novog razumevanja

ponašanja elektrona na atomskoj razmeri

do njihovog pouzdanog teleportovanja
u jednoj prostoriji.

Kakvu ćemo tehničku veštinu
vezanu za ovu pojavu

možda imati za 1 000
ili čak 10 000 godina?

Samo će vreme i prostor pokazati.