kiosterakis.gr +

ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ-ΨΥΧΑΓΩΓΙΑ-ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ

ΜΕ ΜΙΑ ΑΛΛΗ ΜΑΤΙΑ...

Τηλεμεταφορά

Φαντασία ή πραγματικότητα;

Στο άκουσμα της λέξης «τηλεμεταφορά» όλοι φανταζόμαστε υπερσύγχρονους θαλάμους τύπου Star Trek, μέσα στους οποίους με το πάτημα ενός πλήκτρου μπορούμε να εξαφανιστούμε και αμέσως μετά να εμφανιστούμε ως διά μαγείας κάπου αλλού.

Στον κόσμο της επιστήμης η τηλεμεταφορά πραγματοποιείται καθημερινά στα πανεπιστημιακά εργαστήρια, με τρόπο αρκετά «μαγικό», αλλά λιγότερο εντυπωσιακό από εκείνον στο Star Trek. Οι σύγχρονοι επιστήμονες μπορούν προς το παρόν να τηλεμεταφέρουν την πληροφορία της ύλης σε μικροσκοπικό επίπεδο - για την ακρίβεια υποατομικό. Θα καταφέρουν άραγε να εφαρμόσουν κάποτε τα πειράματά τους και στο μακρόκοσμό μας; Αυτό είναι κάτι που μένει να το διαπιστώσουμε.

 

Για την ώρα, η τηλεμεταφορά στον πραγματικό κόσμο σημαίνει κβαντική τηλεμεταφορά, καθώς, όπως φαίνεται, μόνο σε κβαντικό επίπεδο μπορούμε να δημιουργήσουμε πιστά αντίγραφα του αυθεντικού. Έτσι, για να κατανοήσουμε τις λειτουργίες της πραγματικής τηλεμεταφοράς πρέπει να κάνουμε ένα ταξίδι στο μυστηριώδη κόσμο της κβαντομηχανικής, δηλαδή να μελετήσουμε τη συμπεριφορά του φωτός και της ύλης σε μικροσκοπική κλίμακα, όπου το παράδοξο είναι καθημερινότητα και η κοινή λογική πάει... περίπατο. Στην τηλεμεταφορά, όπως αυτή συμβαίνει σήμερα, δεν χρησιμοποιείται κάποια ροή ύλης ή ενέργειας. Η βάση της είναι η μεταφορά πληροφορίας με αντισυμβατικούς όμως τρόπους. Μαζί με τους φυσικούς νόμους της κβαντομηχανικής, τομείς-κλειδιά στην έρευνα της τηλεμεταφοράς αποτελούν η κβαντική κρυπτογραφία και οι κβαντικοί υπολογισμοί που σύντομα αναμένεται να μας δώσουν ένα νέο είδος υπολογιστών με απείρως μεγαλύτερες δυνατότητες από αυτές που γνωρίζουμε σήμερα.

Από τη θεωρία στην πράξη

Το άλμα της τηλεμεταφοράς από την «επιστημονική φαντασία» στην «επιστημονική πραγματικότητα» έγινε στις 29 Μαρτίου του 1993... στο άρθρο Teleporting an Unknown Quantum State via Dual classical and Einstein-Podosky-Rosen Channels από τους Μπένετ (Bennet), Μπρασάρ (Brassard), Κρεπό (Crepeau), Χόζσα (Jozsa), Πέρες (Peres) και Γούτερς (Wooters) που είναι γνωστοί και ως «Οι Έξι του Μόντρεαλ». Θέμα του άρθρου ήταν ο τρόπος με τον οποίο δύο άνθρωποι, η Άλις και ο Μπομπ (όπως συνηθίζεται να ονομάζονται σε τέτοιου τύπου πειράματα), μπορούν να ανταλλάξουν με τον καλύτερο τρόπο πληροφορίες για την κβαντική κατάσταση ενός σωματιδίου. To άρθρο προκάλεσε το ενδιαφέρον του παγκόσμιου Τύπου κυρίως γιατί έδινε για πρώτη φορά επιστημονικό κύρος στον όρο «τηλεμεταφορά».

Στην πραγματική, κβαντική τηλεμεταφορά αυτό που τηλεμεταφέρεται δεν είναι ύλη ή ενέργεια (όπως στο Star Trek) αλλά πληροφορία.

Η πληροφορία που περιέχεται σε κάποιο αντικειμένο συσσωρεύεται και στέλνεται σε κάποιο άλλο μέρος, όπου και χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός τέλειου αντίγραφου του αυθεντικού αντικειμένου από τοπική ύλη. Η μέθοδος απόσπασης της πληροφορίας όμως δεν γίνεται με τις συμβατικές μεθόδους που έχουμε συναντήσει μέχρι σήμερα. Επειδή αυτή συμβαίνει σε κβαντικό επίπεδο, διαταράσσει τη συνάρτηση κύματος (wave function) του αντικειμένου, με αποτέλεσμα αυτό να χάνει την «ταυτότητά» του. Αυτό σημαίνει ότι, αν επρόκειτο για κάποιο μεγάλο αντικείμενο, αποτελούμενο από πολλά υποατομικά μέρη, στο τέλος της διαδικασίας αυτό θα είχε καταστραφεί! Αυτή η απώλεια του αυθεντικού αντικειμένου είναι τα «άσχημα νέα» της τηλεμεταφοράς στην πράξη. Η δημιουργία ενός πανομοιότυπου αντίγραφου στον τόπο που επιθυμούμε είναι τα «καλά νέα». Αν είστε διατεθειμένοι να δεχτείτε μια τέλεια ρεπλίκα στη θέση του αυθεντικού, τότε δεν υπάρχει αντίρρηση για τη διαδικασία.

Η τηλεμεταφορά ανθρώπων μοιάζει, προς το παρόν, ασύλληπτη. Η τηλεμεταφορά ενός ποντικιού, ενός ιού ή ακόμη και ενός σπίρτου εξάπτει τη φαντασία μας. Από την άλλη, η τηλεμεταφορά ενός υποατομικού σωματιδίου δεν συγκινεί και τόσο τα πλήθη. Το άρθρο του 1993 δεν ασχολείται καν με ολόκληρα σωματίδια. Αναφέρεται μόνο σε τηλεμεταφορά κβαντικών χαρακτηριστικών των σωματιδίων, όπως είναι, για παράδειγμα, το σπιν ενός ηλεκτρονίου ή η πολικότητα ενός φωτονίου. Αν και εκ πρώτης όψης αυτό δεν ακούγεται και τόσο εντυπωσιακό, πρόκειται για μια απίστευτη εξέλιξη, καθώς η ικανότητα να τηλεμεταφέρουμε κβαντική πληροφορία μπορεί να αποτελέσει την αρχή υλοποίσης κβαντικών υπολογιστών που θα είναι το πρώτο σκαλοπάτι για την τηλεμεταφορά πιο πολύπλοκων αντικειμένων, όπως είναι τα άτομα, τα μόρια ή το DNA.

Σχετικά με το παραπάνω πειραματικό μοντέλο πρέπει να σημειωθούν τα εξής:

  • Το φωτόνιο B έγινε όμοιο με το αυθεντικό Χ, ενώ το δεύτερο έχασε τις αρχικές του ιδιότητες και δεν είναι πλέον όπως πριν. Γι’ αυτό η διαδικασία ονομάζεται τηλεμεταφορά, διότι είναι σαν να μεταφέρθηκε τo X στη θέση του B.
  • Η τηλεμεταφορά έλαβε χώρα, ενώ η Άλις και ο Μπομπ δεν έμαθαν ποτέ την πραγματική πολικότητα του Χ. Στην πραγματικότητα η έλλειψη αυτής της πληροφορίας είναι η αιτία που η τηλεμεταφορά ήταν εφικτή.
  • Στην τηλεμεταφορά με τον παραπάνω τρόπο χρησιμοποιούνται δύο κανάλια επικοινωνίας, ένα κβαντικό και ένα κλασικό. Ενώ θεωρητικά δεν υπάρχουν όρια για την απόσταση στην οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί η τηλεμεταφορά, είναι απαραίτητο να υπάρχει και ένας τρόπος κλασικής επικοινωνίας μεταξύ της Άλις και του Μπομπ. Δεδομένου ότι μια κλασική επικοινωνία συμβαίνει με την ταχύτητα του φωτός, η συνολική διαδικασία δεν μπορεί να υπερβεί αυτή την ταχύτητα. (Ξεχάστε τα διαγαλαξιακά ταξίδια του Ντάγκλας Άνταμς.) Στην πράξη, η μεγαλύτερη δυσκολία του παραπάνω μοντέλου έγκειται στη μέθοδο μέτρησης Bell-state σε δύο διαφορετικά φωτόνια.

Ο πρώτος που θα κατάφερνε επιτυχή μέτρηση, θα είχε πετύχει τηλεμεταφορά στον πραγματικό κόσμο.

Πηγή: http://www.livepedia.gr

Online Επισκέπτες

Αυτήν τη στιγμή επισκέπτονται τον ιστότοπό μας 60 επισκέπτες και κανένα μέλος