PRVI PUT U ISTORIJI: Kinezi teleportirali objekt sa Zemlje u svemir

Kineski naučnici su po prvi put uspjeli teleportirati jedan kvantni objekt, odnosno foton sa Zemlje u svemir – do satelita udaljenog 500 km.

Ovaj poduhvat predstavlja prvi veliki korak prema sigurnim svjetskim kvantnim komunikacijama te možda čak prema kvantnom internetu.

Ne tako davno, još 1990-ih, fizičari su samo spekulisali o mogućnosti teleportacije objekata uz pomoć kvantne fizike. Otada do danas taj je proces toliko usavršen da je postao standardnom operacijom u laboratorijima širom svijeta. U međuvremenu, fizičari su uspjeli izvesti teleportacije čestica na udaljenosti od stotinjak i više kilometara, a 2016. godine izvedena je i prva izvan laboratorija.

U ovom kineskom eksperimentu taj je proces podignut na višu razinu – ostvarena je teleportacija na rekordnu udaljenost od 500 km, a što je još važnije, izvedena je između stanica na Zemlji i satelita Micius (video dole prikazuje raniji eksperiment).

Kina je u avgustu 2016. lansirala Micius upravo kako bi mogla testirati različite kvantne tehnologije kao što su kvantna sprega, kriptografija i teleportacija.

Što je kvantna teleportacija?

Prije svega treba istaći da kvantna teleportacija nije isto što i teleportacija koju smo navikli vidjeti u SF serijalu Zvjezdane staze. Ona se ne koristi za transport objekata ili njihovih sastavnih dijelova poput atoma s jednog mjesta na drugo, već za prijenos kvantnih stanja. Temelji se na fizikalnoj pojavi koja se naziva kvantna prepletenost u kojoj je par ili više kvantnih objekata poput fotona, elektrona ili atoma povezan na takav način da sačinjavaju jedinstven sistem. Drugim riječima, to je pojava u kojoj su prostorno razdvojeni kvantni sistemi opisani zajedničkom talasnom funkcijom. Oni se takvi mogu stvoriti ili se mogu povezati raznim metodama. Npr. u slučaju zajedničkog stvaranja, jedna subatomska čestica sa spinom nula može se raspasti u dvije međusobno prepletene čestice sa spinom od 1/2 na takav način da će spinovi biti međusobno suprotnog smjera. Na taj način u svemiru je očuvan izvorni spin čestice koji je iznosio nula jer je zbir dvaju prepletenih i dalje nula.

U priči o teleportaciji posebno je zanimljivo to da u trenutku stvaranja prepletenih čestica ne znamo koja ima koji smjer spina ili neko drugo temeljno svojstvo zbog principa neodređenosti, koji je otkrio i opisao Heisenberg (princip kaže da nikada ne možemo više temeljnih komplementarnih svojstava čestice, kao što su npr. položaj i impuls, znati precizno i istovremeno). No ako te dvije čestice razdvojimo, čak i na velike udaljenosti od više stotina kilometara ili možda na dva kraja svemira, u trenutku kada provedemo eksperiment na jednoj od njih i otkrijemo smjer njezina spina (čime utičemo na nju), druga će isti tren pokazati da ima suprotan spin. Na taj način, na temelju spoznaje o spinu jedne čestice, možemo točno znati spin druge. Drugim riječima, svojstvo spina određene čestice možemo teleportirati na veliku daljinu.

Ovo svojstvo kvantne prepletenosti Einstein je, mada je bio jedan od utemeljitelja kvantne fizike, nazvao ‘sablasnim djelovanjem na daljinu’ i u početku ga je smatrao nemogućim. No eksperimenti su s vremenom pokazali da je prepletenost stvarna.

U ovom kontekstu valja napomenuti da je prepletenost vrlo teško ostvariti s većim objektima, čak i s molekulama, a kamoli s većim tijelima. Teoretski za teleportaciju ne postoji neka maksimalna udaljenost, pa ni ograničenje za veličinu objekta, što znači da bi se, barem u načelu, mogla teleportirati stanja svih pojedinačnih svojstava atoma nekog organizma, čime bi se teleportirao organizam. Za početak bi to mogli biti virusi, a kasnije možda i ljudi. Međutim, prepletenost je izuzetno osjetljiva, tako da se vrlo lako može prekinuti, a kvantna stanja svih čestica od kojih je neki organizam sastavljen tehnološki je jako komplikovano i teško replicirati. Stoga teleportaciju ljudi ne treba očekivati u nekoj bliskoj budućnosti.

Novim ostvarenjem Kina je učvrstila svoju poziciju velikog igrača u globalnoj tehnološkoj industriji u ovom području. Evropa i SAD trenutno zaostaju za njom.

Izvor: index.hr