Will we ever be able to teleport? - Sajan Saini

Dịch chuyển tức thời liệu có khả thi? - Sajan Saini

Translator: Lam Nguyen Reviewer: Ngoc Truong

Is teleportation possible?

Dịch chuyển tức thời liệu có khả thi?

Could a baseball transform into something like a radio wave,

Liệu ta có thể biến quả bóng chày thành một dạng sóng vô tuyến,

travel through buildings,

truyền qua nhà cửa,

bounce around corners,

luồn lách qua các vật cản,

and change back into a baseball?

và quay về đúng quả bóng chày ban đầu?

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

Nghe hơi vô lý, nhưng nhờ vật lý lượng tử, câu trả lời sẽ là có,

Sort of.

ở vài khía cạnh.

Here's the trick.

Mẹo nằm ở đây.

The baseball itself couldn't be sent by radio,

Bản thân quả bóng không thể được gửi đi dưới dạng sóng,

but all the information about it could.

nhưng thông tin về nó thì có thể.

In quantum physics, atoms and electrons

Trong vật lý lượng tử, các nguyên tử và electron

are interpreted as a collection of distinct properties,

được định nghĩa bởi một tập hợp các thông tin riêng biệt,

for example, position,

chẳng hạn như toạ độ,

momentum,

and intrinsic spin.

mômen,

và spin riêng.

The values of these properties configure the particle,

Giá trị các đại lượng này định nghĩa nên hạt đó,

giving it a quantum state identity.

gọi là trạng thái lượng tử của từng hạt.

If two electrons have the same quantum state,

Nếu hai electron có trạng thái lượng tử như nhau

they're identical.

thì chúng sẽ là một hạt.

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

Nói cách khác, quả bóng chày là tập hợp rất nhiều trạng thái lượng tử

resulting from its many atoms.

của những nguyên tử cấu tạo nên nó.

If this quantum state information could be read in Boston

Nếu ta đọc được thông tin về trạng thái lượng tử của nó ở Boston

and sent around the world,

và gửi nó đi khắp nơi,

atoms for the same chemical elements could have this information

thông tin đó sẽ được tái tạo lại ở các nguyên tử có cùng tính chất hoá học

imprinted on them in Bangalore

tại Bangalore,

and be carefully directed to assemble,

chúng được tái tạo và lắp ghép cẩn thận

và trở thành quả bóng giống hệt.

becoming the exact same baseball.

There's a wrinkle though.

Nhưng có một vấn đề.

Quantum states aren't so easy to measure.

Không dễ để đo đạc trạng thái lượng tử.

The uncertainty principle in quantum physics

Nguyên lý bất định Heisenberg trong vật lý lượng tử

implies the position and momentum of a particle

đã chỉ ra rằng vị trí và động lượng của một hạt

can't be measured at the same time.

không thể được đo đạc chính xác cùng lúc.

The simplest way to measure the exact position of an electron

Phương pháp đơn giản nhất để đo chính xác vị trí của một electron

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

đòi hỏi một photon phải va chạm với electron đó

and collecting the light in a microscope.

và photon phải tới được kính hiển vi.

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

Nhưng cú va chạm làm thay đổi đột ngột động lượng của electron.

Ta sẽ mất sạch thông tin vừa đo xong về động lượng.

We lose all previous information about momentum.

In a sense, quantum information is fragile.

Nói cách khác, trạng thái lượng tử cực kỳ kém ổn định.

Measuring the information changes it.

Việc đo lường làm thay đổi thông tin.

So how can we transmit something

Vậy làm thế nào để truyền thông tin khi ta không hiểu hết bản chất của nó,

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

đồng thời không khiến nó bị phá huỷ?

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

Câu trả lời nằm ở mối liên kết đặc biệt mang tên Vướng víu lượng tử.

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

Đó là mối liên hệ kỳ bí được đặt ra ngay từ khi vật lý lượng tử ra đời

and it's still not entirely understood.

và ngày nay ta vẫn chưa hiểu rõ nó.

Entangling the spin of two electrons results in an influence

Spin của hai electron bị "vướng" vào nhau sẽ tạo ra mối liên kết

that transcends distance.

bất chấp mọi khoảng cách.

Measuring the spin of the first electron

Khi đã biết spin của electron thứ nhất,

determines what spin will measure for the second,

ta sẽ biết ngay giá trị spin của electron thứ hai,

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

bất chấp việc hai hạt đó cách nhau vài cây số hay cả năm ánh sáng.

Bằng cách nào đó, thông tin về trạng thái lượng tử hạt thứ nhất

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

called a qubit of data,

được tính theo đơn vị "qubit,"

influences its partner without transmission across the intervening space.

ảnh hưởng tới hạt kia, nhưng không theo cách truyền tin thông thường.

Einstein and his colleagues called this strange communcation

Einstein và các cộng sự của mình gọi mối liên hệ lạ lùng này

spooky action at a distance.

với cái tên "tác động ma quái từ xa."

While it does seem that entanglement between two particles

Trong khi vướng víu lượng tử giữa hai hạt

helps transfer a qubit instantaneously across the space between them,

có vai trò trong việc ngay lập tức truyền các qubit dữ liệu giữa chúng,

there's a catch.

chúng cần tuân theo một quy tắc.

This interaction must begin locally.

Tương tác đó phải xảy ra ở cự ly gần.

The two electrons must be entangled in close proximity

Hai electron phải được "vướng" nhau ở khoảng cách gần

before one of them is transported to a new site.

trước khi một trong số chúng di chuyển ra chỗ khác.

By itself, quantum entanglement isn't teleportation.

Bản thân sự vướng víu lượng tử không phải dịch chuyển tức thời.

To complete the teleport,

Để thực hiện "dịch chuyển,"

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

ta cần một chiếc máy giải mã để giúp đọc các qubit ở đầu nhận.

Two bits of data created by measuring the first particle.

Hai bit dữ liệu sẽ được tạo ra sau khi đọc thông tin hạt thứ nhất.

These digital bits must be transmitted by a classical channel

Các bit dữ liệu thông thường này phải được truyền đi theo cách truyền thống

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

và bị giới hạn bởi vận tốc ánh sáng, sóng vô tuyến hay vận tốc cáp quang.

When we measure a particle for this digital message,

Khi tiến hành đo đạc để lấy dữ liệu số của từng hạt

we destroy its quantum information,

ta đã phá huỷ thông tin lượng tử của nó,

which means the baseball must disappear from Boston

điều đó có nghĩa quả bóng chày phải biến mất ở Boston

for it to teleport to Bangalore.

và "dịch chuyển tức thời" tới Bangalore.

Thanks to the uncertainty principle,

Theo nguyên lý bất định Heisenberg,

teleportation transfers the information about the baseball

sự dịch chuyển chỉ đưa thông tin về quả bóng chày

between the two cities and never duplicates it.

giữa hai địa điểm, đồng thời không hề khiến quả bóng bị nhân đôi.

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

Vì vậy, theo lý thuyết, ta có thể "dịch chuyển" đồ vật, thậm chí con người,

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

nhưng hiện tại, ta chưa đủ khả năng đo thông tin lượng tử

of the trillion trillion or more atoms in large objects

của hàng tỷ tỷ nguyên tử trong một vật thể kích thước lớn

and then recreate them elsewhere.

và tái tạo thông tin đó ở nơi khác.

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

Độ phức tạp cũng như năng lượng cần sử dụng là vô cùng lớn.

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

Hiện nay, ta đã có khả năng dịch chuyển các electron hoặc nguyên tử đơn lẻ,

which may lead to super-secured data encryption

mở đường cho khả năng bảo mật dữ liệu rất cao

for future quantum computers.

của các máy tính lượng tử trong tương lai.

The philosophical implications of quantum teleportation are subtle.

Về mặt triết học, dịch chuyển tức thời mang ý nghĩa sâu xa.

A teleported object doesn't exactly transport across space

Dịch chuyển tức thời không hẳn là đưa vật thể xuyên không gian

like tangible matter,

như vật chất thông thường,

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

cũng không hẳn là truyền thông tin xuyên không gian.

It seems to do a little of both.

Nó thực hiện mỗi thứ một chút.

Quantum physics gives us a strange new vision

Vật lý lượng tử cho ta một góc nhìn mới lạ

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

về mọi vật chất trong vũ trụ giống như tập hợp của các thông tin dễ biến dạng.

And quantum teleportation reveals new ways to influence this fragility.

Dịch chuyển lượng tử cho ta một cách để tận dụng sự mỏng manh đó.

And remember, never say never.

Hãy nhớ rằng, không gì là không thể.

In a little over a century,

Chỉ trong hơn một thế kỷ,

mankind has advanced from an uncertain new understanding

nhân loại từ việc hiểu được tính bất định

of the behavior of electrons at the atomic scale

của các electron trên quy mô lượng tử,

to reliably teleporting them across a room.

đã có thể dịch chuyển tức thời chúng trong một căn phòng.

What new technical mastery of such phenomena

Những công nghệ mới nào tận dụng điều đó

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

sẽ ra đời trong 1.000, hay thậm chí 10.000 năm nữa?

Only time and space will tell.

Hãy để không thời gian quyết định điều đó.