Επετεύχθη κβαντική τηλεμεταφορά, Scientists achieve reliable quantum teleportation for first time

Η τηλεμεταφορά ανθρώπων βγαίνει από τα όρια της επιστημονικής φαντασίας αφού έγινε ένα πρώτο βήμα προς την υλοποίηση της. Scientists are now closer to definitively proving Einstein wrong in his early disbelief in the notion of entanglement, in which particles separated by light-years can still appear to remain connected.

Ολλανδοί επιστήμονες κατάφεραν να πραγματοποιήσουν ακριβή τηλεμεταφορά κβαντικών πληροφοριών σε απόσταση τριών μέτρων. Πρόκειται για ένα επίτευγμα που όμως απέχει ακόμη πολύ από τη διάσημη φράση «Διακτίνισέ με, Σκότι!» στο Σταρ Τρεκ όπου οι άνθρωποι τηλεμεταφέρονταν στο Διάστημα αλλά αποτελεί ένα βήμα προς αυτή την κατεύθυνση.

An illustration of transferring the information contained in a quantum bit – the quantum analogue of a classical bit - to a different quantum bit 3 metres away. | Delft University of Technology

Αρκετοί επιστήμονες θεωρούν πλέον ότι κάποτε θα καταστεί εφικτή η τηλεμεταφορά ολόκληρων ανθρώπων από το ένα μέρος στο άλλο. Προς το παρόν πάντως -και για αρκετό ακόμη καιρό- θα πρέπει να αρκεστούμε στην τηλεμεταφορά κβαντικών πληροφοριών.

Ασφαλή δεδομένα

The demonstration was an important first step towards developing an internet-like network between ultra-fast quantum computers whose processing power dwarfs that of today's supercomputers.

Η εξέλιξη της συγκεκριμένης έρευνας θα συμβάλει στη δημιουργία του «κβαντικού διαδικτύου», που θα διασυνδέει αστραπιαία εξίσου γρήγορους κβαντικούς υπολογιστές. Ακόμη πιο άμεσα, προτού υλοποιηθεί το κβαντικό διαδίκτυο, η τηλεμεταφορά κβαντικών δεδομένων θα καταστήσει πιο ασφαλής από τους «ωτακουστές» τις σημερινές επικοινωνίες, καθώς η μετάδοση κβαντικών δεδομένων θεωρείται 100% ασφαλής (θεωρητικά τουλάχιστον).

Την έρευνα πραγματοποίησαν ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Ρόναλντ Χάνσον του Ινστιτούτου Νανοεπιστήμης του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας Delft στην Ολλανδία. Κατάφεραν να τηλεμεταφέρουν (και μάλιστα με αξιοπιστία 100%) πληροφορίες, κωδικοποιημένες σε υποατομικά σωματίδια, ανάμεσα σε δύο σημεία που απέχουν τρία μέτρα. Η τηλεμεταφορά βασίζεται στο μυστηριώδες φαινόμενο της κβαντικής «εμπλοκής» ή κβαντικού «εναγκαλισμού», κατά την οποία η κατάσταση ενός σωματιδίου επηρεάζει αυτόματα την κατάσταση ενός άλλου μακρινού σωματιδίου (κάτι που καθόλου δεν άρεσε στον Αϊνστάιν, επειδή δεν μπορούσε να το εξηγήσει).

A forest of optical elements that was part of the quantum teleportation device used by the team of physicists in the Netherlands. Credit Hanson lab@TUDelft

Στο πείραμα χρησιμοποιήθηκαν «εναγκαλισμένα» ηλεκτρόνια παγιδευμένα μέσα σε κρύσταλλο διαμαντιού σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Οι ερευνητές πέτυχαν την τηλεμεταφορά τεσσάρων διαφορετικών καταστάσεων των υποατομικών σωματιδίων, που η κάθε μία αντιστοιχούσε σε μια μονάδα κβαντικής πληροφορίας (qubit) - κατ' αντιστοιχία των συμβατικών δυαδικών μονάδων ψηφιακής πληροφορίας (bit). Ένας βασικός στόχος των επιστημόνων είναι να δημιουργήσουν έναν ισχυρό κβαντικό υπολογιστή, που θα μπορεί να δουλεύει με έναν μεγάλο αριθμό «εναγκαλισμένων» κβαντικών μονάδων πληροφοριών (qubits), κάτι που όμως ακόμη δεν έχει καταστεί εφικτό. Το επίτευγμα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science».

Κάποτε και ο άνθρωπος

Star Treks transportation room: Researchers now say the technique is possible - although a 'long way off'.

Ο Χάνσον υποστηρίζει ότι οι νόμοι της Φυσικής δεν απαγορεύουν την τηλεμεταφορά μεγάλων αντικειμένων, άρα και ανθρώπων. Όπως ανέφερε, κάποια στιγμή στο απώτερο μέλλον δεν αποκλείεται οι άνθρωποι να διακτινίζονται ακόμη και στο διάστημα.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η τηλεμεταφορά αφορά κατά βάση την κατάσταση ενός σωματιδίου. «Εφόσον πιστεύει κανείς ότι δεν είμαστε παρά μια συλλογή ατόμων συνενωμένων με ένα συγκεκριμένο τρόπο, θεωρητικά φαίνεται δυνατό να τηλεμεταφέρουμε τους εαυτούς μας από το ένα μέρος στο άλλο. Πρακτικά, κάτι τέτοιο θα είναι πολύ απίθανο, αλλά το να πούμε ότι ποτέ δεν θα γίνει, αυτό θα ήταν επικίνδυνο. Δεν θα το απέκλεια, επειδή κανείς θεμελιώδης φυσικός νόμος δεν το εμποδίζει. Αν όμως συμβεί ποτέ, θα είναι στο μακρινό μέλλον», δήλωσε ο Χάνσον.

Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει μια πολύ πιο φιλόδοξη τηλεμεταφορά σε απόσταση 1.300 μέτρων στο χώρο του πανεπιστημίου. Η προσπάθεια αυτή θα γίνει τον προσεχή Ιούλιο. Συνολικά σε όλο τον κόσμο, πέντε έως έξι επιστημονικές ομάδες ανταγωνίζονται για το ποιά θα πετύχει πρώτη την κβαντική τηλεμεταφορά σε μεγάλες αποστάσεις, ίσως και με ταχύτητα μεγαλύτερη και από του φωτός.