Czy dzięki fizyce kwantowej uda nam się kiedyś przeteleportować informacje?

Jędrzej Markiewicz Artykuły 2019-06-19

Teleportacja kwantowa istnieje – po raz pierwszy z powodzeniem udało się ją przeprowadzić w 1997 roku. Przez kolejne lata przedmiotem badań naukowców było pytanie, w jaki sposób się to dzieje i czy jesteśmy w stanie to kontrolować. Jeśli tak – to czy za pomocą teleportacji kwantowej będziemy mogli „przesyłać” informacje na olbrzymie odległości bez upływu czasu? Opanowanie takiej umiejętności uczyniłoby z nas nie tylko technologicznych gigantów, ale także pozwoliło na dowolny rozwój Internetu bez ograniczeń w przepustowości!

Informacja szybsza niż światło!

Najszybszym ciałem w znanej nam fizyce jest foton. Porusza się z prędkością światła, czyli w idealnych warunkach nawet do 300 tys. km/s. To właśnie dlatego technologiczną przyszłość koncentrujemy na światłowodach. Tak przesyłana informacja jest w stanie błyskawicznie i bez zakłóceń dostarczyć dane do dowolnego miejsca na Ziemi. Światło ma jednak swoje ograniczenia. To absolutnie gigantyczne dla nas wartości, ale z punktu widzenia Wszechświata podróż promieni słonecznych z jednego punktu do drugiego może trwać nawet całe wieki. Nie jesteśmy w stanie przekroczyć tej bariery konwencjonalnymi i znanymi metodami współczesnej Fizyki. W grę musiałyby wejść na przykład zakrzywienia czasoprzestrzenne. Za dużo? Skupmy się zatem na tym, o jakiej przepustowości Internetu możemy mówić obecnie i czym tak naprawdę jest teleportacja kwantowa.

Obecna przepustowość Internetu mobilnego jest całkiem zadowalająca

Według informacji do których udało mi się dotrzeć (SweClockers.com), obecny rekord świata w szybkości połączenia Internetowego wynosi 1,6 Tb/s (technologia Dense Wavelength Division Multiplexing). To oczywiście nieosiągalny dla komercyjnych użytkowników, gigantyczny transfer danych, wykonany na potrzeby eksperymentu badawczego. O jego niesamowitości świadczy fakt, że na co dzień w Polsce, dla porównania, mobilnie korzystamy z Internetu 4G, nie szybszego niż ~30Mb/s (wg danych witryny SpeedTest.pl). Z przewidywań rynku (benchmark.pl) wynika, że rozwój transmisji danych komórkowych już niebawem spowoduje, że Internet stanie się darmowym dobrem globalnym. Już same plany sieci 5G przewidują połączenie urządzeń z dostępem do Internetu w jeden ekosystem. Kolejnym krokiem (6G?) być może stanie się globalna internetyzacja Ziemi w celu jak największej przepustowości sieci.

Co z tą teleportacją?

Jeśli jednak zahaczamy o teleportację kwantową, zasadnicze pytanie powinno brzmieć: Po co nam teleport informacji z punktu A do punktu B. Przecież obecna transmisja danych często jest już ponad-zadowalająca, a według prognoz wkrótce będzie jeszcze lepiej. Warto czasem jednak zdać sobie sprawę z tego, że to raczej nie my, a przyszłe pokolenia będą w pełni wykorzystywać dobrodziejstwa nowoczesnych technologii. Podczas gdy my możemy co najwyżej sobie podywagować jak to mogłoby być.

Co raz więcej mówi się o kolonizacji Marsa. Czerwona planeta fascynuje i przyciąga. Dzielą nas od niej jednak miliony kilometrów, a według danych NASA sama podróż na czerwony glob łazika Curiosity trwała 254 dni. Nawet zakładając, że w przyszłości ten dystans dałoby się pokonać szybciej, to jednak dalej trudno jest mówić o stałym połączeniu komunikacyjnym z Marsem. Nawet prędkość światła nie pozwoliłaby nam na natychmiastowe połączenie z potencjalnymi odbiorcami wiadomości na Marsie. Jeśli jednak za pomocą teleportacji kwantowej moglibyśmy wysyłać informacje, cały powyższy problem dałoby się rozwiązać bez jakiegokolwiek upływu czasu.

Co na ten temat teleportacji mówią naukowcy?

Posiłkując się wiedzą nabytą od dr. hab. Andrzeja Dragana:

Teleportacja kwantowa polega na tym, że w skali mikro, a więc w Świecie bardzo niewielkich cząstek elementarnych, istnieje pojęcie superpozycji. W największym uproszczeniu: to sytuacja w której para cząstek znajduje się w dwóch różnych miejscach jednocześnie. To znaczy, że pomimo dzielących ich odległości, potrafią się ze sobą komunikować!

Dla przykładu: załóżmy, że istnieje para fotonów. Oba te fotony są jednocześnie czerwone i zielone, w dwóch różnych punktach odniesienia. W momencie, w którym pojawia się obserwator, który spróbuje zmierzyć, który z tych fotonów faktycznie jest czerwony, a który zielony – następuje ich uporządkowanie. Jeden foton postanawia być czerwony, drugi zielony. Tak właśnie (powtórzę: to olbrzymie uproszczenie na potrzeby zrozumienia procesu!) dochodzi do teleportacji kwantowej. Cząstka, którą obserwujemy, przyjmuje jedną wartość (tu dla wizualizacji jest to czerwień), natomiast ta oddalona od nas na dowolną odległość – drugą. W ten sposób moglibyśmy powiedzieć, że jako ludzkość doszliśmy do momentu, w którym potrafimy przeteleportować cząstkę (a właściwie jej stan kwantowy) z dowolnego punktu A do punktu B.

Dlaczego cząstki elementarne w mechanice kwantowej zachowują się w taki, a nie inny sposób?

Fizycy są przekonani o absolutnej losowości tego procesu. Z tego powodu, pomimo faktu, że teleportację kwantową można kontrolować… niestety nie można przewidzieć jej wyniku. A bez przewidywalności wyniku, nie możemy mówić o transporcie informacji. To tak, jakbyśmy chcieli powiedzieć komuś po drugiej stronie ulicy, że jest godzina 12:00 lub 24:00. Jednak bez względu na to, jak bardzo chcielibyśmy przekazać jedną z tych dwóch informacji, odbiorca otrzymałby ją losowo.

Teleportacja kwantowa pozostaje więc póki co w sferze technologii jedynie ciekawostką ze świata nauki. To jednak nie oznacza, że fizycy-teoretycy nie poszukują kolejnych sposobów na transmisję danych. Jeśli rozwój przepustowości Internetu będzie dalej przebiegać w takim tempie, już niebawem być może pozbędziemy się nośników fizycznych.

 

Wtedy, kto wie – może rozpocznie się era natychmiastowości przesyłu wszystkich danych na Świecie?





    Przewiń stronę, by przeczytać kolejny wpis
    Przewiń stronę, by przeczytać kolejny wpis
    x