Will we ever be able to teleport? - Sajan Saini

Чи зможемо ми колись телепортуватися? Саджан Сайні

Перекладач: Inna Fedorenko Утверджено: Khrystyna Romashko

Is teleportation possible?

Чи можлива телепортація?

Could a baseball transform into something like a radio wave,

Чи можна перетворити м'ячик на щось подібне до радіохвиль,

travel through buildings,

що пройдуть крізь будівлі,

bounce around corners,

обминуть всі перешкоди

and change back into a baseball?

та знову стануть м'ячиком?

Oddly enough, thanks to quantum mechanics, the answer might actually be yes.

Досить дивно та завдяки квантовій механіці відповідь, можливо, буде ствердною.

Sort of.

Типу того.

Here's the trick.

Але ось в чому проблема.

The baseball itself couldn't be sent by radio,

Сам бейсбольний м'ячик не можна послати по радіохвилях,

but all the information about it could.

але можна всю інформацію про нього.

In quantum physics, atoms and electrons

В квантовій фізиці, атоми та електрони

are interpreted as a collection of distinct properties,

вважаються набором чітких властивостей,

for example, position,

наприклад, позиція,

momentum,

and intrinsic spin.

імпульс

та власний спін.

The values of these properties configure the particle,

Значення цих властивостей налаштовує частинку

giving it a quantum state identity.

та дає їй квантову стабільну ідентичність.

If two electrons have the same quantum state,

Якщо два електрони мають подібний квантовий стан,

they're identical.

то вони ідентичні.

In a literal sense, our baseball is defined by a collective quantum state

В буквальному значенні, наш бейсбольний м'ячик - це сукупний набір квантових станів

resulting from its many atoms.

усіх його атомів.

If this quantum state information could be read in Boston

Інформацію про квантовий стан можна записати в Бостоні

and sent around the world,

та відправити до якоїсь точки,

atoms for the same chemical elements could have this information

то атоми тих самих хімічних елементів, які несуть цю інформацію,

imprinted on them in Bangalore

можна надрукувати в Бангалорі,

and be carefully directed to assemble,

обережно направити та зібрати,

becoming the exact same baseball.

щоб врешті вони стали тим же самим м'ячиком.

There's a wrinkle though.

Хоча є одна похибка.

Quantum states aren't so easy to measure.

Не так легко виміряти квантові стани.

The uncertainty principle in quantum physics

Позиція невизначеності у квантовій фізиці

implies the position and momentum of a particle

передбачає, що позицію та імпульс частинки

can't be measured at the same time.

неможливо одночасно виміряти.

The simplest way to measure the exact position of an electron

Найпростіший спосіб виміряти точну позицію електрону

requires scattering a particle of light, a photon, from it,

вимагає розсіювання частинки світла, фотону, від нього

and collecting the light in a microscope.

та збирання світла під мікроскопом.

But that scattering changes the momentum of the electron in an unpredictable way.

Але це розсіювання непередбачуваним чином змінює імпульс електрона.

We lose all previous information about momentum.

І ми втрачаємо всю попередню інформацію про імпульс.

In a sense, quantum information is fragile.

Певним чином квантова інформація є нестійкою.

Measuring the information changes it.

Вимірювання інформації змінює її.

So how can we transmit something

Тож як нам передати щось,

we're not permitted to fully read without destroying it?

якщо ми не можемо повністю прочитати це, не зруйнувавши предмет?

The answer can be found in the strange phenomena of quantum entanglement.

Відповідь можна знайти у дивному феномені квантового заплутування.

Entanglement is an old mystery from the early days of quantum physics

Заплутування - це стара таємниця ще з появи квантової фізики,

and it's still not entirely understood.

яку ще досі повністю не вивчили.

Entangling the spin of two electrons results in an influence

Заплутування - це спін двох електронів, що призводить до впливу,

that transcends distance.

котрий і перевищує відстань.

Measuring the spin of the first electron

Виміри спіну першого електрону

determines what spin will measure for the second,

визначають спін для другого,

whether the two particles are a mile or a light year apart.

чи відстань між ними кілометр чи один світловий рік.

Somehow, information about the first electron's quantum state,

Якимось чином, інформація про квантовий стан першого електрона

called a qubit of data,

під назвою квантовий біт даних

influences its partner without transmission across the intervening space.

впливає на свого партнера без передачі через простір.

Einstein and his colleagues called this strange communcation

Енштейн та його колеги назвали цей дивний зв'язок

spooky action at a distance.

примарна дія на відстані.

While it does seem that entanglement between two particles

Доки існує впевненість, що заплутаність між двома частинками

helps transfer a qubit instantaneously across the space between them,

допомагає миттєво переносити квантовий біт через простір,

there's a catch.

то є надія.

This interaction must begin locally.

Ця взаємодія повинна розпочатися локально.

The two electrons must be entangled in close proximity

Два електрони повинні бути заплутані в безпосередній близькості,

before one of them is transported to a new site.

перед тим, як один з них транспортують до іншого місця.

By itself, quantum entanglement isn't teleportation.

Але саме по собі квантове заплутування - це не телепортація.

To complete the teleport,

Щоб завершити телепортацію,

we need a digital message to help interpret the qubit at the receiving end.

нам потрібне цифрове повідомлення, що допомогло б перекласти інформацію.

Two bits of data created by measuring the first particle.

Два біти даних створені виміром першої частинки.

These digital bits must be transmitted by a classical channel

Ці цифрові біти мають бути передані класичним каналом,

that's limited by the speed of light, radio, microwaves, or perhaps fiberoptics.

обмеженим швидкістю світла, радіо-, мікрохвилями чи волокно-оптичними пристроями.

When we measure a particle for this digital message,

Коли ми вимірюємо частинку для цифрового повідомлення,

we destroy its quantum information,

то руйнуємо її квантову інформацію,

which means the baseball must disappear from Boston

це означає, що бейсбольний м'ячик має зникнути з Бостона

for it to teleport to Bangalore.

для телепортації до Бангалора.

Thanks to the uncertainty principle,

Завдяки принципу нестабільності

teleportation transfers the information about the baseball

телепортація передає інформацію про м'ячик

between the two cities and never duplicates it.

між двома містами і ніколи не дублює її.

So in principle, we could teleport objects, even people,

То ж, згідно принципу, ми можемо телепортувати предмети, навіть людей,

but at present, it seems unlikely we can measure the quantum states

але зараз, маломожливо, що ми виміряємо квантові стани

of the trillion trillion or more atoms in large objects

трильйонів трильйонів чи більше атомів у великих об'єктах

and then recreate them elsewhere.

та навіть десь їх відтворимо.

The complexity of this task and the energy needed is astronomical.

Складність цього завдання та необхідна енергія просто астрономічні.

For now, we can reliably teleport single electrons and atoms,

Зараз ми можемо телепортувати одиничні електрони та атоми,

which may lead to super-secured data encryption

що може створити надсекретне шифрування даних

for future quantum computers.

для майбутніх квантових комп'ютерів.

The philosophical implications of quantum teleportation are subtle.

Філософське розуміння квантової телепортації дуже хитке.

A teleported object doesn't exactly transport across space

Телепортований предмет не обов'язково транспортується через простір

like tangible matter,

як матеріальний об'єкт

nor does it exactly transmit across space, like intangible information.

і необов'язково передається через простір як незрима інформація.

It seems to do a little of both.

Можливо, всього потроху.

Quantum physics gives us a strange new vision

Квантова фізика дає нам нове дивне уявлення

for all the matter in our universe as collections of fragile information.

про всю матерію всесвіту як сукупність нестабільної інформації.

And quantum teleportation reveals new ways to influence this fragility.

І квантова телепортація показує нові способи впливу на цю нестабільність.

And remember, never say never.

І пам'ятайте, ніколи не кажи ніколи.

In a little over a century,

Менш, ніж за сторіччя,

mankind has advanced from an uncertain new understanding

людство перейшло рубіж від непевності розуміння

of the behavior of electrons at the atomic scale

поведінки електронів на атомному рівні

to reliably teleporting them across a room.

до чіткої їх телепортації через кімнату.

What new technical mastery of such phenomena

Який новий технічний поріг цього феномену

might we have in 1,000, or even 10,000 years?

з'явиться за тисячу чи навіть за 10 тисяч років?

Only time and space will tell.

Знають лише простір та час.