Όλοι έχουμε, συναντήσει ανθρώπους να τηλεμεταφέρονται από το ένα μέρος στο άλλο για κάποιο λόγο. Κυρίως μέσω του Star Trek. Κανείς όμως δεν είπε ότι δεν είναι αδύνατο στο μέλλον! Ανθρώπινες υπερβολές. Εγώ πάντως, θα ήθελα απλώς κάποιος που μπορεί να μου τηλεμεταφέρει ένα τσίζκεϊκ αυτή τη στιγμή.
Ναι, η τηλεμεταφορά είναι πραγματικότητα. Υπάρχει θεωρητικά και επίσης, έχει πραγματοποιηθεί σε μικρή κλίμακα σε επιστημονικά εργαστήρια. Αλλά η αλήθεια είναι, ότι αυτό που έχουμε στο νου μας μέχρι τώρα είναι ακόμα πάρα πολύ μακριά. Στον κόσμο της φαντασίας, οι έννοιες της τηλεμεταφοράς είναι όπως στο Star Trek ή την ταινία του 2008 Jumper. Στη πραγματικότητα, ωστόσο, αυτό επιτυγχάνεται μόνο σε επίπεδο ατόμων και μορίων. Μπερδευτήκατε; Όλα αυτά αποτελούν λόγους για να διαβάσετε το παρόν θέμα.
Η πλασματική και η πραγματική Τηλεμεταφορά. Η τηλεμεταφορά που ξέρετε από ταινίες και βιβλία, αποτελείται από τη μεταφορά φυσικών οργανισμών, ανθρώπων ή άλλων πραγμάτων, είτε μέσω κάποιας μορφής στρέβλωσης του χρόνου ή των διαστάσεων. Ακριβώς όπως στη ταινία Jumper, όπου τηλεμεταφορά σημαίνει το άνοιγμα μιας μικρής πύλης και μέσω μιας νέας διάστασης να ταξιδέψουν αντικείμενα μέσα από αυτή και πάλι να επιστρέφουν στην πρότερη κατάσταση, αλλά σε άλλο τόπο. Τώρα, η τρέχουσα κατάσταση της έρευνας και των πειραμάτων σχετικά με τη τηλεμεταφορά (ή «Κλασική Τηλεμεταφορά») δεν είναι σε «αναπτυσσόμενη» μορφή. Αυτή τη στιγμή, η τηλεμεταφορά ασχολείται μόνο με τη μεταφορά πληροφοριών από το σημείο Α στο σημείο Β, που είναι πολύ κοντά το ένα με το άλλο (σε σύγκριση με δύο ηπείρους ή πλανήτες). Ένα πείραμα το 1998 έδειξε την τηλεμεταφορά ενός φωτονίου σε δύο τερματικούς σταθμούς σε απόσταση 3,28 πόδια (ή 1 μέτρο). Το τελευταίο πείραμα, τον Απρίλιο του 2011, τηλεμετέφερε πακέτα φωτός πάνω από 9,9 μίλια (ή 16 χιλιόμετρα) με άγνωστη ακρίβεια, που δεν είχε προσδιορισθεί από πριν. Αυτό εμπίπτει σε μια άλλη πτυχή της τηλεμεταφοράς, γνωστή ως «κβαντική τηλεμεταφορά» και οδηγεί στη δυνατότητα κατασκευής κβαντικών υπολογιστών και κβαντικών δορυφόρων.
Κλασική Τηλεμεταφορά. Η κύρια διαφορά μεταξύ των διαδικασιών της κλασικής και της κβαντικής τηλεμεταφοράς είναι η ιδέα της μεταφοράς που χρησιμοποιείται. Με τον κλασικό τρόπο, το αντικείμενο απλώς θα πρέπει να μεταφέρεται από το σημείο Α στο σημείο Β πάρα πολύ γρήγορα, δίνοντας έτσι την ιδέα της τηλεμεταφοράς. Φυσικά, η ιδέα είναι παλιά και κανένας δεν πίστευε πραγματικά ότι θα λειτουργήσει με αυτόν τον τρόπο. Η αλήθεια είναι ότι, η εξέλιξη της επιστήμης και της τεχνολογίας γεννά ελπίδες ότι αυτό πράγματι θα είναι δυνατό κάποια μέρα. Τώρα, η τηλεμεταφορά με εκείνη την παλαιά μέθοδο, προσπαθεί να το επιτύχει με τον ίδιο τρόπο, αλλά αυτό προσκρούει σε ένα απροσδόκητο εμπόδιο που ονομάζεται η Αρχή της Αβεβαιότητας (εξηγείται παρακάτω). Αυτό ωθεί τους νέους επιστήμονες να καταλήξουν σε μια στοιχειώδη έννοια της αντιγραφής ενός αντικειμένου με την αποστολή πληροφοριών ολόκληρου του αντικειμένου σε ένα σταθμό λήψης. Η όλη ιδέα περιστρέφεται γύρω από τις πληροφορίες που μεταφέρει το αντικείμενο. Λειτουργεί σαν μια απλή συσκευή φαξ, όπως λέμε δισδιάστατη τηλεμεταφορά. Βάζετε μια γραμμένη σελίδα στο ένα άκρο, και το στέλνετε στο άλλο άκρο, όπου ο δέκτης παίρνει το μήνυμά σας. Σημειωτέον όμως ότι ο τελευταίος παίρνει μόνο το «μήνυμα» (ένα αντίγραφο) και όχι το πρωτότυπο έγγραφο. Και αυτό, είναι η Κλασική τηλεμεταφορά. Δηλαδή προτείνει την επανάληψη ενός αντικειμένου μετά από μέτρησή του, στέλνοντας τις πληροφορίες του για να πάρει τέλος ένα αντικείμενο, που έχει κατασκευαστεί σύμφωνα με τα στοιχεία και το υλικό που «περικλείει», τα δεδομένα γύρω από το ίδιο αντικείμενο. Πράγμα που σημαίνει, η ανθρώπινη τηλεμεταφορά με αυτόν τον τρόπο, θα σήμαινε ότι ένα άτομο δημιουργείται εκ νέου πάνω σε μια "πλατφόρμα" που θα πρέπει να έχει ένα κάπως παρόμοιο οργανισμό με το άτομο που τηλεμεταφέρεται. Στη συνέχεια πατάμε ένα κουμπί, και όλα τα δεδομένα μεταφέρονται από τη δομή του ατόμου που θα αντιγραφεί και μεταδοθούν μέσω του σταθμού υποδοχής, όπου θα τροφοδοτείται με τη βιολογική σταγόνα ένα άλλο άτομο και θα περιμένουμε να αλλάξει πρόσωπο για να πάρει το καινούριο. Τώρα, αυτό εγείρει προφανώς ζητήματα δεοντολογίας, όπως - ;
● Τι συμβαίνει με τον νέο άνθρωπο στο τέλος της αποστολής ;
● Πόσο όμοιοι είναι οι δύο τύποι (από άποψης φυσικής ανασυγκρότησης ;)
● Αν ο πρώτος άνθρωπος πεθάνει, θα μπορούσε να ξαναδημιουργηθεί στον δεύτερο ;
Τηλεμεταφορά και Αβεβαιότητα. Με απλά λόγια, η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg λέει ότι δεν είναι δυνατό να μετρηθεί ταυτόχρονα η θέση καθώς και η ορμή ενός αντικειμένου με μεγάλη ακρίβεια. Όσο περισσότερα γνωρίζουμε για ένα, τόσο λιγότερα θα γνωρίζουμε για το άλλο. Αυτό ήταν ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια της κλασικής τηλεμεταφοράς. Επειδή δεν μπορείτε να μετρήσετε και τα δύο, δεν μπορείτε να τηλεμεταφέρετε ενδεχομένως ένα αντικείμενο ολόκληρο, χωρίς ελαττώματα επάνω του.
Κβαντική τηλεμεταφορά. Το όλο θέμα έχει να κάνει με την “κβαντική διεμπλοκή”. Με απλά λόγια, το θέμα μπορεί να θεωρηθεί ως μια πεπλεγμένη κβαντική κατάσταση. Η ιδέα είναι σαν -να συγκεντρώσετε τα δεδομένα που έχετε προσδιορίσει γι αυτήν την διεμπλοκή, και να τα στείλετε στον δέκτη. Δεδομένου ότι το πρώτο αντικείμενο κατέρρευσε στη θύρα αποστολής, πλέον δεν υπάρχει. Η ιδέα όμως είναι, ότι ο μόνος τρόπος για να γίνει παράκαμψη της Αρχής του Heisenberg να εξακολουθούμε εύκολα να συγκεντρώνουμε στοιχεία του αντικειμένου. Αυτή η τηλεμεταφορά των βασικών κβαντικών δεδομένων bits, ή qubits, είναι ό,τι σήμερα η τηλεμεταφορά είναι τα πάντα για τον άνθρωπο. Έχει ήδη χρησιμοποιηθεί για την τηλεμεταφορά ατόμων και πακέτων φωτός σε μικρές και μεγάλες αποστάσεις, όπως αναφέρεται παραπάνω. Η ιδέα της κβαντικής διεμπλοκής ως χρήσιμη μέθοδος για την τηλεμεταφορά προέρχεται από το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ των πεπλεγμένων αντικειμένων. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ένα αντικείμενο Α (που έχει τηλεμεταφερθεί) θα αλληλεπιδράσει έμμεσα με το αντικείμενο Β, μέσω δύο επιπλέον πεπλεγμένων αντικείμένων Γ και Δ. Το θέμα είναι ότι κβαντική τηλεμεταφορά με ανθρώπους είναι απλά πολύ, πολύ, πολύ δύσκολο να το κάνει κανείς. Θα πρέπει να συγκεντρωθούν τα δεδομένα με μια εκπληκτική ταχύτητα και, αν όχι με την ταχύτητα του φωτός, τότε με κάτι λιγότερο. Το πρόβλημα είναι, ότι ακόμα και αν γίνει αυτό μπορεί να μην είναι αρκετό. Αν έχετε «απεμπλακεί» αργά στο σημείο Α, τότε μπορεί ακόμα –την ώρα που τηλεμεταφέρεστε- να έχετε τις αισθήσεις σας κι όπως καταλαβαίνετε αυτό θα είναι πολύ άσχημο.
Σκουληκότρυπες. Τέλος ένα από τα πιο φανταστικά μέρη της έννοιας της τηλεμεταφοράς είναι το να ταξιδεύουμε σε σκουληκότρυπες. Οι σκουληκότρυπες, συνίστανται από μελανές οπές, που συνδέονται μεταξύ τους και έτσι μπορεί θεωρητικά να μεταφερθεί ένα αντικείμενο από ένα σημείο σε ένα άλλο μέσα στο σύμπαν. Ένα μέρος της επιστημονικής κοινότητας λέει ότι μπορεί να είναι δυνατόν, ενώ ένα άλλο μέρος απλώς γελάει. Παρόλα αυτά, αν δεν ονειρευόμαστε, δεν προοδεύουμε. Ό,τι μας επιφυλάσσει το μέλλον, δεν το γνωρίζουμε με ακρίβεια. Ίσως βέβαια να υπάρχει κάποιος άλλος τρόπος που δεν έχουμε εξετάσει ακόμη και ίσως να είναι οι σκουληκότρυπες. Πάντως όποιος πραγματικά και αν είναι, ο τρόπος ελπίζω ότι θα είμαστε σε θέση να τηλεμεταφέρουμε ένα τσίζ κεϊκ με ακρίβεια.
Πηγή, Buzzle του Arun Prabhu
Απόδοση στα ελληνικά, Δημήτρης Γιάκας
Η πλασματική και η πραγματική Τηλεμεταφορά. Η τηλεμεταφορά που ξέρετε από ταινίες και βιβλία, αποτελείται από τη μεταφορά φυσικών οργανισμών, ανθρώπων ή άλλων πραγμάτων, είτε μέσω κάποιας μορφής στρέβλωσης του χρόνου ή των διαστάσεων. Ακριβώς όπως στη ταινία Jumper, όπου τηλεμεταφορά σημαίνει το άνοιγμα μιας μικρής πύλης και μέσω μιας νέας διάστασης να ταξιδέψουν αντικείμενα μέσα από αυτή και πάλι να επιστρέφουν στην πρότερη κατάσταση, αλλά σε άλλο τόπο. Τώρα, η τρέχουσα κατάσταση της έρευνας και των πειραμάτων σχετικά με τη τηλεμεταφορά (ή «Κλασική Τηλεμεταφορά») δεν είναι σε «αναπτυσσόμενη» μορφή. Αυτή τη στιγμή, η τηλεμεταφορά ασχολείται μόνο με τη μεταφορά πληροφοριών από το σημείο Α στο σημείο Β, που είναι πολύ κοντά το ένα με το άλλο (σε σύγκριση με δύο ηπείρους ή πλανήτες). Ένα πείραμα το 1998 έδειξε την τηλεμεταφορά ενός φωτονίου σε δύο τερματικούς σταθμούς σε απόσταση 3,28 πόδια (ή 1 μέτρο). Το τελευταίο πείραμα, τον Απρίλιο του 2011, τηλεμετέφερε πακέτα φωτός πάνω από 9,9 μίλια (ή 16 χιλιόμετρα) με άγνωστη ακρίβεια, που δεν είχε προσδιορισθεί από πριν. Αυτό εμπίπτει σε μια άλλη πτυχή της τηλεμεταφοράς, γνωστή ως «κβαντική τηλεμεταφορά» και οδηγεί στη δυνατότητα κατασκευής κβαντικών υπολογιστών και κβαντικών δορυφόρων.
Κλασική Τηλεμεταφορά. Η κύρια διαφορά μεταξύ των διαδικασιών της κλασικής και της κβαντικής τηλεμεταφοράς είναι η ιδέα της μεταφοράς που χρησιμοποιείται. Με τον κλασικό τρόπο, το αντικείμενο απλώς θα πρέπει να μεταφέρεται από το σημείο Α στο σημείο Β πάρα πολύ γρήγορα, δίνοντας έτσι την ιδέα της τηλεμεταφοράς. Φυσικά, η ιδέα είναι παλιά και κανένας δεν πίστευε πραγματικά ότι θα λειτουργήσει με αυτόν τον τρόπο. Η αλήθεια είναι ότι, η εξέλιξη της επιστήμης και της τεχνολογίας γεννά ελπίδες ότι αυτό πράγματι θα είναι δυνατό κάποια μέρα. Τώρα, η τηλεμεταφορά με εκείνη την παλαιά μέθοδο, προσπαθεί να το επιτύχει με τον ίδιο τρόπο, αλλά αυτό προσκρούει σε ένα απροσδόκητο εμπόδιο που ονομάζεται η Αρχή της Αβεβαιότητας (εξηγείται παρακάτω). Αυτό ωθεί τους νέους επιστήμονες να καταλήξουν σε μια στοιχειώδη έννοια της αντιγραφής ενός αντικειμένου με την αποστολή πληροφοριών ολόκληρου του αντικειμένου σε ένα σταθμό λήψης. Η όλη ιδέα περιστρέφεται γύρω από τις πληροφορίες που μεταφέρει το αντικείμενο. Λειτουργεί σαν μια απλή συσκευή φαξ, όπως λέμε δισδιάστατη τηλεμεταφορά. Βάζετε μια γραμμένη σελίδα στο ένα άκρο, και το στέλνετε στο άλλο άκρο, όπου ο δέκτης παίρνει το μήνυμά σας. Σημειωτέον όμως ότι ο τελευταίος παίρνει μόνο το «μήνυμα» (ένα αντίγραφο) και όχι το πρωτότυπο έγγραφο. Και αυτό, είναι η Κλασική τηλεμεταφορά. Δηλαδή προτείνει την επανάληψη ενός αντικειμένου μετά από μέτρησή του, στέλνοντας τις πληροφορίες του για να πάρει τέλος ένα αντικείμενο, που έχει κατασκευαστεί σύμφωνα με τα στοιχεία και το υλικό που «περικλείει», τα δεδομένα γύρω από το ίδιο αντικείμενο. Πράγμα που σημαίνει, η ανθρώπινη τηλεμεταφορά με αυτόν τον τρόπο, θα σήμαινε ότι ένα άτομο δημιουργείται εκ νέου πάνω σε μια "πλατφόρμα" που θα πρέπει να έχει ένα κάπως παρόμοιο οργανισμό με το άτομο που τηλεμεταφέρεται. Στη συνέχεια πατάμε ένα κουμπί, και όλα τα δεδομένα μεταφέρονται από τη δομή του ατόμου που θα αντιγραφεί και μεταδοθούν μέσω του σταθμού υποδοχής, όπου θα τροφοδοτείται με τη βιολογική σταγόνα ένα άλλο άτομο και θα περιμένουμε να αλλάξει πρόσωπο για να πάρει το καινούριο. Τώρα, αυτό εγείρει προφανώς ζητήματα δεοντολογίας, όπως - ;
● Τι συμβαίνει με τον νέο άνθρωπο στο τέλος της αποστολής ;
● Πόσο όμοιοι είναι οι δύο τύποι (από άποψης φυσικής ανασυγκρότησης ;)
● Αν ο πρώτος άνθρωπος πεθάνει, θα μπορούσε να ξαναδημιουργηθεί στον δεύτερο ;
Τηλεμεταφορά και Αβεβαιότητα. Με απλά λόγια, η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg λέει ότι δεν είναι δυνατό να μετρηθεί ταυτόχρονα η θέση καθώς και η ορμή ενός αντικειμένου με μεγάλη ακρίβεια. Όσο περισσότερα γνωρίζουμε για ένα, τόσο λιγότερα θα γνωρίζουμε για το άλλο. Αυτό ήταν ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια της κλασικής τηλεμεταφοράς. Επειδή δεν μπορείτε να μετρήσετε και τα δύο, δεν μπορείτε να τηλεμεταφέρετε ενδεχομένως ένα αντικείμενο ολόκληρο, χωρίς ελαττώματα επάνω του.
Κβαντική τηλεμεταφορά. Το όλο θέμα έχει να κάνει με την “κβαντική διεμπλοκή”. Με απλά λόγια, το θέμα μπορεί να θεωρηθεί ως μια πεπλεγμένη κβαντική κατάσταση. Η ιδέα είναι σαν -να συγκεντρώσετε τα δεδομένα που έχετε προσδιορίσει γι αυτήν την διεμπλοκή, και να τα στείλετε στον δέκτη. Δεδομένου ότι το πρώτο αντικείμενο κατέρρευσε στη θύρα αποστολής, πλέον δεν υπάρχει. Η ιδέα όμως είναι, ότι ο μόνος τρόπος για να γίνει παράκαμψη της Αρχής του Heisenberg να εξακολουθούμε εύκολα να συγκεντρώνουμε στοιχεία του αντικειμένου. Αυτή η τηλεμεταφορά των βασικών κβαντικών δεδομένων bits, ή qubits, είναι ό,τι σήμερα η τηλεμεταφορά είναι τα πάντα για τον άνθρωπο. Έχει ήδη χρησιμοποιηθεί για την τηλεμεταφορά ατόμων και πακέτων φωτός σε μικρές και μεγάλες αποστάσεις, όπως αναφέρεται παραπάνω. Η ιδέα της κβαντικής διεμπλοκής ως χρήσιμη μέθοδος για την τηλεμεταφορά προέρχεται από το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ των πεπλεγμένων αντικειμένων. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ένα αντικείμενο Α (που έχει τηλεμεταφερθεί) θα αλληλεπιδράσει έμμεσα με το αντικείμενο Β, μέσω δύο επιπλέον πεπλεγμένων αντικείμένων Γ και Δ. Το θέμα είναι ότι κβαντική τηλεμεταφορά με ανθρώπους είναι απλά πολύ, πολύ, πολύ δύσκολο να το κάνει κανείς. Θα πρέπει να συγκεντρωθούν τα δεδομένα με μια εκπληκτική ταχύτητα και, αν όχι με την ταχύτητα του φωτός, τότε με κάτι λιγότερο. Το πρόβλημα είναι, ότι ακόμα και αν γίνει αυτό μπορεί να μην είναι αρκετό. Αν έχετε «απεμπλακεί» αργά στο σημείο Α, τότε μπορεί ακόμα –την ώρα που τηλεμεταφέρεστε- να έχετε τις αισθήσεις σας κι όπως καταλαβαίνετε αυτό θα είναι πολύ άσχημο.
Σκουληκότρυπες. Τέλος ένα από τα πιο φανταστικά μέρη της έννοιας της τηλεμεταφοράς είναι το να ταξιδεύουμε σε σκουληκότρυπες. Οι σκουληκότρυπες, συνίστανται από μελανές οπές, που συνδέονται μεταξύ τους και έτσι μπορεί θεωρητικά να μεταφερθεί ένα αντικείμενο από ένα σημείο σε ένα άλλο μέσα στο σύμπαν. Ένα μέρος της επιστημονικής κοινότητας λέει ότι μπορεί να είναι δυνατόν, ενώ ένα άλλο μέρος απλώς γελάει. Παρόλα αυτά, αν δεν ονειρευόμαστε, δεν προοδεύουμε. Ό,τι μας επιφυλάσσει το μέλλον, δεν το γνωρίζουμε με ακρίβεια. Ίσως βέβαια να υπάρχει κάποιος άλλος τρόπος που δεν έχουμε εξετάσει ακόμη και ίσως να είναι οι σκουληκότρυπες. Πάντως όποιος πραγματικά και αν είναι, ο τρόπος ελπίζω ότι θα είμαστε σε θέση να τηλεμεταφέρουμε ένα τσίζ κεϊκ με ακρίβεια.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου