La téléportation est-elle scientifiquement possible ? Serons-nous bientôt capables de parcourir des mondes presque instantanément ? Aujourd'hui, nous allons essayer de dire ce qui est nouveau dans ce domaine.
La téléportation est un rêve humain depuis le début du monde. Une personne veut se déplacer instantanément dans l'espace, voyager, sans perdre de temps dans des trajets fatigants sur de longues distances. Ce sujet a longtemps été présent dans de nombreuses œuvres de la culture pop, mais il fait toujours l'objet de recherches. Bien qu'en 2004, il ait même été enregistré brevet sur le "système de téléportation corps entier", il y a déjà les premiers succès de la recherche en téléportation, mais ils prouvent que ce ne sera pas du tout ce que l'on attend de cette technologie.
Pourquoi le sujet de la téléportation remue-t-il autant l'imagination de l'humanité ? Si nous devions dresser une liste des technologies les plus recherchées au monde, la téléportation serait au premier plan. Pensez simplement au nombre de problèmes que nous résoudrions si nous pouvions nous déplacer instantanément d'un endroit à l'autre. Malheureusement, il y a de nombreuses indications que la téléportation sous la forme que nous aimerions voir, du moins pour l'instant, est hors de notre portée. Cependant, cela ne signifie pas que la téléportation n'est pas du tout possible. Elle a juste l'air différente de ce que nous imaginons.
On ne peut pas parler de téléportation sans une brève introduction aux bases de la physique quantique. Et cela, à son tour, peut décourager de nombreuses personnes de lire davantage l'article. Mais croyez-moi, nous n'irons pas trop loin dans ces bidonvilles, mais essaierons d'expliquer superficiellement, avec des mots simples et avec des exemples clairs, le principe de la téléportation. Essayons d'expliquer comment cela peut fonctionner maintenant. Mais pourquoi est-ce que je dis exactement "comment ça marche maintenant" ? Est-ce déjà le cas ? Oui, mesdames et messieurs, les premières mesures sérieuses ont déjà été prises. Cependant, les scientifiques ont réussi à téléporter non pas une personne, un équipement ou du matériel, mais des informations. Avons-nous réussi à vous intriguer ? Lisez la suite pour la même chose.
Avancées dans la recherche sur la téléportation
Tout le monde sait ce qu'est la téléportation, mais tout le monde ne sait pas que plusieurs étapes ont déjà été franchies dans son développement. Et cela fait longtemps qu'Einstein n'a pas traité ce problème. Les scientifiques ont déjà découvert que tout commence au niveau microscopique, c'est-à-dire au niveau des particules quantiques. Lorsque ces particules quantiques ont commencé à être étudiées, leur comportement étrange a été remarqué. Le processus même de leur interaction était complètement différent de tout ce qui peut être vu à l'œil nu à une échelle macro. Il s'est avéré que quantum les particules peuvent se trouver à deux endroits à la fois. Les scientifiques appellent cela le principe de superposition. Cependant, la superposition ne se produit que lorsque les particules n'interagissent pas entre elles, c'est-à-dire que rien ne leur arrive. Lorsqu'ils sont au repos, on parle de ce qu'on appelle l'effondrement de l'onde de probabilité. Je me rends compte que beaucoup d'entre vous ont du mal à comprendre tout cela. La façon la plus simple d'illustrer cet état est à l'aide de bits d'ordinateur. Comme vous le savez, ils fonctionnent dans le système binaire, c'est-à-dire qu'ils peuvent être zéro ou un. Et les qubits (bits quantiques) peuvent être à la fois "zéro" et "un" en même temps - jusqu'à ce que la vague de probabilité s'effondre.
Einstein a réussi à découvrir ce qu'il a appelé "l'interaction fantôme à distance". Au cours de ses recherches, il s'est avéré que des particules ordinaires peuvent être entrelacées au niveau quantique. Sans entrer dans les détails, je dirai que ces deux particules peuvent s'accoupler, bien qu'elles aient des propriétés différentes (par exemple, la quantité de mouvement). Et maintenant, la chose la plus intéressante est qu'après l'appariement, les propriétés de l'une d'entre elles changent, modifiant simultanément les propriétés de l'autre particule. Peu importe la distance qu'ils sont! Et c'est exactement ce sur quoi fonctionne la téléportation aujourd'hui. Si vous essayez de le décrire avec des mots simples, bien sûr, car plus on s'enfonce dans la forêt...
Dans les laboratoires, les scientifiques ont réussi à transférer l'état d'une particule d'un point A à un point B, mais avec cela, aucune information spécifique sur cette particule n'est transmise. Pourquoi? Le principal problème est que, sur la base de l'état actuel de la recherche, les deux parties ne peuvent pas établir ces informations initiales, c'est-à-dire que les scientifiques ne peuvent pas déterminer ce qui est venu en premier et ce qui est venu ensuite. Presque comme la poule et l'œuf. A ce stade, il convient de souligner ces concepts. Il s'est avéré que l'information est quelque chose de beaucoup plus compliqué que le comportement de la particule elle-même.
Et c'est la principale limite dans le développement de la technologie de téléportation, qui en même temps met en lumière ce qui peut être réalisé à l'avenir, et ce qui ne peut probablement pas l'être. Résumons. Actuellement, nous sommes capables de « coupler » des particules entre elles au niveau quantique. Nous pouvons transférer l'état des particules d'un point A à un point B, mais nous ne transférons pas les informations nécessaires. Nous n'avons pas les capacités technologiques pour développer un canal spécial qui transmettrait ces informations à la vitesse de la lumière. Sur Terre, nous transmettons des informations via des canaux radio ou des fibres optiques, mais il s'agit d'un tout autre niveau.
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Tour de pièce
Alors pourquoi ne pas téléporter des informations à grande échelle alors que nous semblons maîtriser la technologie ? Eh bien, tout n'est pas aussi simple que cela puisse paraître. Nous ne contrôlons pas entièrement l'état quantique (et donc le résultat de la téléportation) avec lequel nous nous retrouvons. Pour expliquer cela, les scientifiques utilisent l'exemple d'une pièce de monnaie.
Nous avons deux pièces empêtrées dans la dimension quantique. Chacun peut avoir l'un des deux états - recto ou verso, l'un va à l'expéditeur, l'autre au destinataire. Après enchevêtrement, si le premier pointe vers l'avers, le second doit également pointer vers l'avers. Heureusement ou malheureusement, c'est plus ou moins ainsi que cela fonctionne en physique quantique. Sachant cela, l'expéditeur commence à faire tourner la première pièce et en même temps la pièce tourne à celui à qui elle a été envoyée. Pendant que la pièce tourne, personne ne connaît le résultat. Ni l'expéditeur ni le destinataire. Jusqu'à ce que la pièce de monnaie de l'expéditeur s'arrête, elle ne sait pas quelles informations elle envoie réellement au destinataire. Bref, on envoie "quelque chose", mais on ne sait pas trop quoi. Tant qu'elle n'est pas envoyée, l'information reste dans la superposition.
Cette limitation rend impossible l'envoi d'informations spécifiques à ce stade de développement, car l'expéditeur ne peut pas déterminer si nous recevrons ce qu'il avait l'intention d'envoyer. Ainsi, il n'y a pas de canal de transmission qui vérifie les informations des deux côtés. Les ordinateurs quantiques pourraient nous aider ici, mais ils n'apparaissent que maintenant, et jusqu'à présent, ils sont assez primitifs. Nous en parlerons aujourd'hui.
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La téléportation humaine est-elle possible ?
Nous arrivons ici à la question la plus importante pour beaucoup. Alors, peut-on même penser à téléporter des personnes ou d'autres organismes en se basant sur la réalité d'aujourd'hui ? Eh bien, il n'y a probablement pas une seule personne sur Terre qui serait en mesure de répondre à cette question sans équivoque. Cependant, en regardant la direction du développement, je pense personnellement qu'il faut l'oublier pour l'instant. Pourquoi?
A noter que lorsqu'on parle de téléportation, on parle toujours de transfert d'état de particules. Par conséquent, cette particule doit être dans un état "défini". Pendant ce temps, le cerveau humain change à chaque microseconde. Des milliards de synapses, d'électrons, d'impulsions - ce processus est presque impossible à arrêter. Il peut sembler que le cerveau est un endroit où sont stockées les informations reçues de l'environnement. Ensuite, il pourrait être possible de téléporter une personne avec cette information, mais ce ne serait certainement pas la même personne avec le même cerveau que lorsque le "mouvement" a été fait. Après tout, l'état lui-même est une sorte d'enregistrement, et dans le cas de notre centre névralgique, il n'y a même pas d'« état » initial. A moins que nous parlions d'un médium.
Bien sûr, ce ne sont que des suppositions et des hypothèses, car pour le moment, personne ne peut clairement prédire ce que l'avenir apportera. Cependant, l'orientation actuelle de la recherche et du développement des technologies de téléportation nous fait comprendre que nous irons dans une autre direction.
L'avenir de la téléportation est-il lié aux ordinateurs quantiques ?
Alors, y a-t-il un avenir dans la téléportation, et quel est-il ? Une autre percée dans ce domaine a eu lieu en 2019. Comme nous l'avons déjà mentionné, la téléportation de l'état quantique est théoriquement possible à n'importe quelle distance. Théoriquement seulement, car il n'a pas encore été entièrement étudié, mais le fait même de déplacer une particule sur une distance de plus de 500 kilomètres peut le prouver. Nous savons également que l'unité d'information de loin la plus complexe est le plus petit qubit (c'est-à-dire le "bit" bien connu en superposition).
Malgré cela, en raison de l'effondrement de l'onde de probabilité lors de l'observation, nous avons jusqu'à présent réussi à nous téléporter à l'état 0 ou 1, et rien d'autre. Il y a quelque temps, deux équipes indépendantes de scientifiques ont réussi à envoyer une superposition de trois états en même temps, ce qu'ils ont appelé un cutter. Cependant, cela n'a pas complètement réussi, mais la tentative elle-même montre bien que les scientifiques n'ont pas oublié la téléportation. Qu'est-ce que cela signifie pour nous? En un mot, cela signifie que nous augmentons très lentement, mais toujours la puissance, ce qui à l'avenir pourrait conduire à la première transmission complète d'informations.
Fin 2019, la situation est devenue encore plus intéressante. Une équipe de scientifiques de Zurich réussi à se téléporter quantité de données. 10000 XNUMX bits quantiques (qubits) ont été transférés entre des systèmes informatiques fonctionnant indépendamment en une seconde. Ils ont construit une puce informatique avec des composants électroniques de trois microns. Deux étaient les émetteurs tandis que le troisième était le récepteur. Les électrons intriqués à des températures proches du zéro absolu signifiaient que les données envoyées à l'émetteur apparaissaient également dans le récepteur, c'est-à-dire selon les principes de la physique quantique. Et pourquoi parle-t-on de téléportation et pas seulement de transfert de données ? Eh bien, parce qu'il n'y avait aucun fil ou autre chemin désigné entre les systèmes.
Je crois que toutes les questions discutées ci-dessus créent une version plutôt pessimiste des événements, qui à son tour reflétera votre enthousiasme pour le sujet. Mais ce n'est pas le moment de paniquer et de se désintéresser du sujet de la téléportation. La science ne reste pas immobile. Avec le développement des recherches sur la téléportation de l'état des particules quantiques, des équipements sous forme d'ordinateurs quantiques ont finalement commencé à apparaître. « Qu'est-ce que cela a à voir avec notre sujet ? » - tu demandes. Eh bien, avec leur aide, nous voulons réaliser la création d'un canal quantique séparé. Grâce à cela, il sera possible de téléporter des informations, au lieu de les envoyer, comme c'est le cas actuellement, à l'aide de fibres optiques, entre autres (bien sûr, nous parlons de "distribution traditionnelle", pas de particules quantiques) . Oui - c'est un moyen de l'influence supposée de "l'expéditeur de la pièce" sur le résultat de sa circulation sur la pièce du destinataire.
Le travail de tels ordinateurs est intéressant à décrire, si vous comprenez qu'un ordinateur quantique ne peut être comparé à un PC de bureau ordinaire. Cela revient à dire qu'une lampe à incandescence n'est qu'une "bougie plus forte". Ce sont des technologies complètement différentes qui ne sont même pas similaires les unes aux autres. Et tout comme les ordinateurs modernes fonctionnent avec deux états dans le système binaire (0 et 1), les ordinateurs quantiques peuvent fonctionner avec des états qui se superposent. Ainsi, par exemple, ils peuvent être 60 % zéro et 40 % un en même temps. Cela semble compliqué, alors passons à un autre exemple.
Nous jouons "à l'envers ou à l'envers" avec l'ordinateur (j'ai déjà mentionné qu'il s'agit d'un exemple préféré des scientifiques lorsqu'ils expliquent les états quantiques). L'avers est sur la table par défaut. Au premier tour, l'ordinateur peut lancer la pièce ou la laisser inchangée, mais nous ne connaissons pas le résultat de la décision finale. Ensuite, nous obtenons la même opportunité, et l'ordinateur ne connaît pas non plus le résultat. Après quelques tours, l'état de la pièce est vérifié. Si l'avers a changé, l'ordinateur gagne, sinon nous gagnons. Cela nous donne exactement 50% de chances de gagner.
Si nous jouons au même jeu avec un ordinateur quantique, l'ordinateur aura essentiellement 100 % de chances de gagner (dans une étude, il a gagné 97 % dans plus de 300 jeux différents, les 3 % restants étant probablement... dus à une erreur système). Mais comment est-ce possible ? Imaginez qu'à chaque tour l'ordinateur garde sa superposition, car il n'est vu par aucun observateur (personne de l'environnement, y compris nous). Dans le même temps, la machine décide à 30% en faveur de l'avers et à 70% en faveur de la sortie de l'état actuel, au tour suivant, elle en choisit un autre. Mais le plus important est qu'un ordinateur quantique choisit toujours deux états différents (quand on n'en choisit qu'un). À la toute fin du jeu, lorsque le résultat est révélé, la vague de probabilité se brise et… il gagne.
L'ordinateur quantique nous trompe-t-il ? Non! Je sais que c'est difficile à comprendre, mais imaginez que pendant ces plusieurs tours, l'ordinateur verse deux jus différents dans un bol dans des proportions différentes, et à la toute fin sépare les deux composants du mélange, "surmontant" littéralement la probabilité et faisant toujours le bon choix. C'est difficile à croire, mais en pratique, c'est exactement ce qui se passe.
Un phénomène obscur, mais qui illustre bien la puissance de la physique quantique. Au niveau des molécules quantiques, un tel ordinateur serait bien meilleur pour développer, par exemple, de nouveaux médicaments. Cela nous serait certainement utile dans les conditions d'une pandémie et pour vaincre d'autres maladies. Mais le plus important est qu'un tel ordinateur sera utile au développement des technologies de l'information de téléportation. Et ce ne sont pas des mots anodins ! Quand il y aura de nombreux ordinateurs quantiques dans le monde, les molécules quantiques de chacun d'entre eux pourront se mélanger (s'apparier) les unes avec les autres. Ensuite, si nous changeons la propriété de l'un d'eux, nous changerons également l'état de la molécule appariée. Enfin, il sera possible d'envoyer des informations, car immédiatement après leur envoi, l'état initial et final peut être déterminé. Rappelons en tout cas les exploits du supercalculateur quantique de Google. En 200 secondes, il a fait des calculs qui nécessiteraient... 10 ans de fonctionnement du supercalculateur "normal" le plus rapide. Vous pouvez donc voir l'énorme potentiel et la puissance qu'il porte.
Ainsi, un tout nouveau canal de transmission serait créé, dont nous n'avions même pas rêvé. Tout comme une fibre optique ou un canal radio maintenant. Et puisque, comme déjà mentionné, il n'y a théoriquement aucune limite à la distance de téléportation de l'état quantique, nous pourrons également communiquer avec d'autres planètes en un instant. Et de manière extrêmement sûre. Grâce à la téléportation, il serait même théoriquement impossible de "capturer" des informations. D'un autre côté, si la téléportation devenait possible, une personne intelligente trouverait un moyen de le faire. Peut-être n'en savons-nous pas encore autant et ne sommes-nous donc pas tout à fait homo sapiens...
Et maintenant, nous avons atteint la fin de la conversation sur l'état actuel et futur du développement de la téléportation. Il faut avouer que les projets futurs s'annoncent bien plus intéressants, d'autant plus qu'ils ne sont pas tous aussi éloignés qu'on pourrait le penser. Il ne faut pas oublier non plus que nous ne pouvons pas prédire ce que sera réellement l'avenir. Le monde moderne a prouvé que parfois ce qui semblait être un fantasme il y a 30 ans devient une réalité aujourd'hui. Toutes les thèses (en particulier celles liées à la téléportation humaine) sont basées sur les informations disponibles et les prévisions de développement de la recherche. Par conséquent, nous espérons que la technologie de l'informatique quantique deviendra bientôt plus accessible et compréhensible. Et, bien sûr, nous voulons que cette révolution ait lieu de notre vivant. Je veux vraiment voir comment une personne peut se déplacer instantanément vers Mars ou Alpha Centauri. Rêves, rêves, rêves...
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