Что такое телепортация

Что такое телепортация

Телепортация — гипотетическое мгновенное перемещение объекта на любое расстояние со скоростью быстрее скорости света. Термин введён в 1931 году американским писателем Чарльзом Фортом. 
Идея телепортации может относиться к разным контекстам: научным теориям, фантастике или культуре. 
Научные теории
Одно из направлений в области телепортации — квантовая телепортация. Это процесс, при котором информация о состоянии квантовой частицы передаётся из одного места в другое без физического перемещения самой частицы. Для этого используется явление квантовой запутанности: две или более частицы становятся связанными таким образом, что состояние одной мгновенно влияет на другой, даже если они разделены огромными расстояниями. 
В 1997 году команда физиков под руководством Антона Цайлингера из Университета Инсбрука успешно телепортировала квантовое состояние фотона из одной точки пространства в другую. 
Однако есть и ограничения: например, телепортация макроскопических объектов (людей или грузов) ещё находится на ранней стадии развития. 
Фантастика
Тема телепортации распространена в научной фантастике и фэнтези-литературе, кино, видеоиграх и телевидении. Некоторые примеры: 
• Книга Эдварда Пейджа Митчелла «Человек без тела» (1877) — описывается устройство, способное разложить тело человека на атомы и передать их по проводам к приёмнику для воссоединения.
• Рассказ Артура Конана Дойля «Дезинтеграционная машина» (1929) — описывается устройство, способное разделять материю на части и воссоздавать её.
• Научно-фантастический фильм «Муха» (1958) — показывает учёного, который случайно смешивает свою ДНК с генами мухи в кабине для телепортации.
• Сериал «Звёздный путь» (1966–1969) — «транспортер» на борту звездолёта «Энтерпрайз» стал символом массовой культуры.
Культура
Идея телепортации также встречается в русских народных сказках — персонажи перемещаются между мирами, а магические предметы способствуют быстрому перемещению. Например, в сказаниях «Царевна-лягушка» и «Аленький цветочек» есть элементы телепортации. 
Однако в этих сюжетах почти всегда оставался непрояснённым вопрос: является ли воссозданный человек тем же, кто вошёл в телепорт, или это лишь идеальная копия. 
В фантастических описаниях телепортации могут быть такие ограничения, как:
• Медленная подготовка.
• Необходимость чётко определить место для телепортации.
• Невозможность телепортировать объекты больше определённого размера.
• Ограниченное расстояние телепортации.
• Необходимость телепортации только к уже размещённому порталу, маячку или тотему.
• Невозможность переместить неподвижные объекты.
• Запрет на телепортацию живых существ, например людей.
 
В квантовой теории информации есть теорема о невозможности телепортации, которая утверждает, что произвольное квантовое состояние нельзя преобразовать в последовательность классических битов и использовать для восстановления исходного состояния.
Некоторые теории о невозможности телепортации:
• Теория Ньютона. В её рамках телепортация невозможна, так как законы Ньютона базируются на представлении о том, что вещество состоит из крошечных твёрдых бильярдных шариков. Объекты не приходят в движение, если их не толкнуть, они не исчезают и не появляются заново в другом месте. 
• Теорема о нетелепортации в квантовой теории информации. Она утверждает, что произвольное квантовое состояние нельзя преобразовать в последовательность классических битов и использовать для восстановления исходного состояния. Теорема вытекает из принципа неопределённости Гейзенберга и парадокса ЭПР. 
• Теория о нестабильности червоточин. Согласно этой теории, червоточины не могут существовать в природе, так как любое их взаимодействие с окружающей средой приведёт к распаду. 
Следует учитывать, что телепортация остаётся гипотетической концепцией, и её реализация в настоящее время не подтверждена научными фактами.
Некоторые законы физики, которые препятствуют телепортации:
• Принцип неопределённости Гейзенберга. Нельзя одновременно знать координату и импульс с бесконечной точностью. Это свойство самой реальности, а не технологическое ограничение. 
• Нестабильность квантовых состояний. Любое взаимодействие с окружающей средой, например, тепловое излучение, воздух, магнитные поля, разрушает квантовую информацию. 
• Ограничение скорости распространения информации. Согласно теории относительности и идее причины и следствия, которые лежат в основе физики, самая быстрая скорость, с которой что-либо может перемещаться во Вселенной, — это скорость света. 
• Невозможность перемещения объектов с массой. Такие частицы, как электроны и кварки, обладают массой, и для их движения требуется энергия. Чтобы достичь скорости света, нужна бесконечная энергия. 
Телепортация остаётся гипотетической концепцией, её реализация в настоящее время не подтверждена научными фактами.
Некоторые гипотетические возможности в физике:
• Существование стерильных нейтрино. В некоторых теоретических моделях эти частицы рассматриваются как потенциальный компонент тёмной материи. 
• Переход чёрной дыры в белую. Предполагается, что белые дыры способны существовать и выбрасывать материю, энергию и даже время. 
• Антигравитация антиматерии. Существует предположение, что антиматерия подвержена антигравитации, то есть для неё гравитация приводит к отталкиванию, а не притяжению. 
• Множество Вселенных. Существуют гипотезы, согласно которым значения фундаментальных констант являются случайными и определяются флуктуациями в ранней Вселенной. 
• Циклическая модель Вселенной. Некоторые учёные обсуждают такую модель, согласно которой Вселенная сжимается и расширяется бесконечное число раз.
• Существование гравитона. Это гипотетическая частица, переносчик гравитации, которая теоретически не имеет массы и почти не взаимодействует с веществом. 
Следует учитывать, что гипотетические возможности в физике не имеют однозначного подтверждения и являются предметом научных исследований.
Некоторые исследования в области антигравитации и антиматерии:
• Эксперимент ALPHA-g в ЦЕРН. Учёные собрали в специальной установке атомы антиводорода и с помощью магнитов компенсировали электромагнитные поля, чтобы снизить воздействие гравитации. После накопления достаточного количества антивещества ловушку открыли и позволили атомам покинуть её в свободном движении. Подсчёт показал, что количество упавших атомов значительно превышает количество взлетевших, что говорит об отсутствии какой-либо антигравитации. 
• Изучение свойств антивещества. Сравнивая спектры водорода и антиводорода, учёные проверяют фундаментальные физические теории. Любое малейшее различие между ними изменило бы современную физику. 
• Перспективные разработки. Ведутся исследования, которые потенциально позволили бы использовать антиматерию в качестве составляющей двигателей для межзвёздных перелётов, а также новых источников энергии. Теоретически это возможно, но пока энергозатраты на производство антиматерии многократно превышают выход энергии при аннигиляции. 
• Разработка технологии перевозки антивещества. Учёные из проекта BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment) в ЦЕРН разработали портативную магнитную ловушку, которая позволяет транспортировать антиматерию. В мае 2025 года эксперимент в рамках BASE STEP стал первым в истории практическим тестом транспортировки антиматерии вне стационарной лабораторной установки. 

Содержимое ответа
Некоторые потенциальные применения антиматерии:
• Топливо для космических путешествий. Антиматерия обладает колоссальной потенциальной энергией: один грамм антиматерии может высвободить энергию, эквивалентную нескольким тысячам тонн топлива. Однако сейчас антиматерию невероятно трудно и дорого создавать, поэтому практическое использование остаётся далёкой мечтой.
• Терапия рака. Антипротоны могут быть использованы в терапии рака: благодаря точному разрушению клеток они позволяют атаковать злокачественные образования с высокой эффективностью, минимально повреждая окружающие ткани.
• Исследование поверхностей полупроводников. С помощью специального позитронного микроскопа, стреляющего позитронами по изучаемому объекту, можно исследовать поверхности полупроводников для их применения в электронике.
• Изучение разнообразных образцов. Позитроны позволяют исследовать разнообразные образцы, определять «усталость» материалов и находить в них микродефекты.
 
Сейчас не ведутся исследования о возможности промышленного производства, хранения и использования антиматерии.
Некоторые научные достижения, связанные с антиматерией:
• Получение и удержание атомов антиводорода. Учёным удалось не только создать эти частицы антиматерии, но и удержать их на достаточно долгое время для изучения свойств.
• Экспериментальное доказательство идентичности структуры вещества и антивещества. Международная группа физиков на американском коллайдере RHIC измерила силы взаимодействия между антипротонами и доказала, что они неотличимы от обычных протонов.
• Получение оптического спектра атома антиводорода. В 2016 году учёные коллаборации ALPHA впервые получили этот спектр, при этом отличий спектров антиводорода и водорода не обнаружили.
• Экспериментальное доказательство, что антигравитации не существует. В 2023 году учёные коллаборации ALPHA доказали, что гравитация оказывает на антиматерию влияние в том же направлении, что и на обычную материю, то есть притягивает её, а не отталкивает.
 
Не удалось найти конкретные теории, которые объясняют существование антиматерии. Однако есть информация о некоторых направлениях исследований в теоретической физике, связанных с квантовым описанием гравитационного взаимодействия:
• Теория струн. В этой теории вместо частиц и фонового пространства-времени выступают струны и их многомерные аналоги — браны.
• Петлевая квантовая гравитация. В рамках этого подхода пытаются сформулировать квантовую теорию поля без привязки к пространственно-временному фону. Пространство и время, согласно теории, состоят из дискретных частей.
• Причинная динамическая триангуляция. В этой теории пространственно-временное многообразие строится из элементарных евклидовых симплексов (треугольник, тетраэдр, пентахор) с учётом принципа причинности.
 
Современная наука живёт с двумя физическими теориями: квантовой механикой и общей теорией относительности Эйнштейна. Эти теории описывают разные процессы: первая — мир частиц как набор вероятностей, вторая — гравитацию как искривление пространства-времени. При этом эти теории не согласованы, и попытки их объединить пока не принесли экспериментальных доказательств.

Как два пальца как устроена телепортация и при чем тут квантовая физика
Квантовая телепортация — это передача квантового состояния на расстояние. Отдельно ее объяснить трудно, это можно сделать только вкупе со всей квантовой физикой. В своей лекции, состоявшейся в рамках «Лектория 2035» на ВДНХ, профессор физического факультета Университета Калгари (Канада), член Канадского института высших исследований Александр Львовский постарался простым языком рассказать о принципах квантовой телепортации и квантовой криптографии. «Лента.ру» публикует выдержки из его выступления.
Ключ к замку
Криптография — это искусство общения защищенным образом по незащищенному каналу. То есть у вас есть некая линия, которую могут прослушивать, и вам нужно передать по ней секретное сообщение, которое никто посторонний не сможет прочесть.
Представим, что, скажем, если у Алисы и Боба есть так называемый секретный ключ, а именно — тайная последовательность нулей и единиц, которой нет ни у кого другого, они могут зашифровать сообщение с помощью этого ключа, применив операцию исключающего ИЛИ, чтобы ноль совпадал с нулем, а единица — с единицей. Такое зашифрованное послание уже можно передать по открытому каналу. Если его кто-то перехватит, это не страшно, ведь его никто не сможет прочесть, кроме Боба, у которого есть копия секретного ключа.
В любой криптографии, в любой коммуникации самым дорогим ресурсом является случайная последовательность нулей и единиц, которой владеют только два общающихся. Но в большей части случаев используется криптография с открытым ключом. Допустим, вы покупаете что-то с помощью кредитной карты в интернет-магазине по безопасному протоколу HTTPS. По нему ваш компьютер переговаривается с каким-то сервером, с которым до этого никогда не общался, и у него не было возможности обменяться с этим сервером секретным ключом.
Тайна этого диалога обеспечивается решением сложной математической задачи, в частности — разложения на простые множители. Перемножить два простых числа легко, а если уже дано их произведение, то найти два сомножителя трудно. Если число достаточно большое, оно потребует от обычного компьютера многолетних вычислений.
Однако если этот компьютер не обычный, а квантовый, он такую задачу решит легко. Когда он будет наконец изобретен, приведенный выше широко используемый метод окажется бесполезным, что, как ожидается, будет иметь катастрофические последствия для общества.
Если помните, в первой книге про Гарри Поттера главному герою нужно было пройти через защиту, чтобы добраться до Философского камня. Тут нечто похожее: тому, кто установил защиту, будет легко пройти ее. Гарри пришлось очень трудно, но в итоге он ее все же преодолел.
Этот пример очень хорошо иллюстрирует криптографию с открытым ключом. Тот, кто его не знает, в принципе имеет возможность расшифровать сообщения, однако ему будет очень трудно, и на это потенциально потребуется много лет. Абсолютной безопасности криптография с открытым ключом не дает.
Квантовая криптография
Все это объясняет необходимость квантовой криптографии. Она дает нам лучшее из обоих миров. Есть метод одноразового блокнота, надежный, но, с другой стороны, требующий «дорогого» секретного ключа. Чтобы Алиса могла общаться с Бобом, она должна послать ему курьера с чемоданом, полным дисков с такими ключами. Он их будет постепенно расходовать, так как каждый из них можно использовать только один раз. С другой стороны, у нас есть метод открытого ключа, который «дешев», но не дает абсолютной надежности.
Квантовая криптография, с одной стороны, «дешевая», она позволяет безопасную передачу ключа по каналу, в который могут залезть, а с другой стороны — гарантирует секретность благодаря фундаментальным законам физики. Смысл ее заключается в том, чтобы кодировать информацию в квантовом состоянии отдельных фотонов.
В соответствии с постулатами квантовой физики, квантовое состояние в момент, когда его пытаются измерить, разрушается и изменяется. Таким образом, если на линии между Алисой и Бобом есть какой-то шпион, пытающийся подслушать или подсмотреть, он неизбежно изменит состояние фотонов, общающиеся заметят, что линию прослушивают, прекратят коммуникацию и примут меры.
В отличие от многих других квантовых технологий, квантовая криптография является коммерческой, это не научная фантастика. Уже сейчас есть компании, производящие серверы, подключаемые к обычной оптоволоконной линии, с помощью которых можно осуществлять безопасное общение.
Как работает поляризационный светоделитель
Свет — это поперечная электромагнитная волна, колеблющаяся не вдоль, а поперек. Это свойство называется поляризацией, и оно присутствует даже в отдельных фотонах. С помощью них можно кодировать информацию. Например, горизонтальный фотон — это ноль, а вертикальный — единица (то же верно для фотонов с поляризацией плюс 45 градусов и минус 45 градусов).
Алиса закодировала таким образом информацию, и Бобу нужно ее принять. Для этого используется специальный прибор — поляризационный светоделитель, куб, состоящий из двух призм, склеенных между собой. Он пропускает горизонтально поляризованный поток и отражает вертикально поляризованный, благодаря чему происходит декодирование информации. Если горизонтальный фотон — ноль, а вертикальный — единица, то тогда в случае логического ноля щелкнет один детектор, а в случае единицы — другой.
Но что будет, если мы пошлем диагональный фотон? Тогда начинает играть роль знаменитая квантовая случайность. Нельзя сказать, пройдет такой фотон или отразится — он с вероятностью 50 процентов сделает либо одно, либо другое. Предсказать его поведение невозможно в принципе. Более того, это свойство лежит в основе коммерческих генераторов случайных чисел.
Что же делать, если у нас стоит задача различить поляризации плюс 45 градусов и минус 45 градусов? Нужно повернуть светоделитель вокруг оси луча. Тогда закон квантовой случайности будет действовать для фотонов с горизонтальной и вертикальной поляризациями. Это свойство фундаментально. Мы не можем задать вопрос о том, какая поляризация у этого фотона.
Принцип квантовой криптографии
В чем же заключается идея квантовой криптографии? Предположим, Алиса посылает Бобу фотон, который она кодирует либо горизонтально-вертикальным образом, либо диагональным. Боб тоже подбрасывает монетку, решая случайным образом, каким будет его базис: горизонтально-вертикальным или диагональным. Если их способы кодировки совпадут — Боб получит данные, которые послала Алиса, если же нет — то какую-то ерунду. Они проводят эту операцию много тысяч раз, а потом «созваниваются» по открытому каналу и сообщают друг другу, в каких базисах совершали передачу, — можно считать, что эта информация теперь доступна кому угодно. Далее Боб и Алиса смогут отсеять события, в которых базисы были разные, и оставить те, в которых они были одинаковые (их будет примерно половина).
Допустим, в линию вклинился какой-то шпион, желающий подслушать сообщения, но ему тоже необходимо измерять информацию в каком-то базисе. Представим, что у Алисы и Боба он совпал, а у шпиона — нет. В ситуации, когда данные были посланы в горизонтально-вертикальном базисе, а подслушивающий измерил передачу в диагональном, он получит случайное значение и перешлет дальше какой-то произвольный фотон Бобу, так как не знает, каким он должен быть. Таким образом, его вмешательство будет замечено.
Самая главная проблема квантовой криптографии — это потери. Даже самое лучшее и современное оптоволокно дает 50 процентов потерь на каждые 10-12 километров кабеля. Допустим, мы посылаем наш секретный ключ из Москвы в Петербург — на 750 километров, и только один из миллиарда миллиардов фотонов достигнет цели. Все это делает технологию совершенно непрактичной. Именно поэтому современная квантовая криптография работает только на расстоянии примерно 100 километров. Теоретически известно, как эту проблему решить, — с помощью квантовых повторителей, но для их реализации нужна квантовая телепортация.
Квантовая запутанность
Научное определение квантовой запутанности — это делокализованное состояние суперпозиции. Звучит сложно, но можно привести простой пример. Предположим, у нас есть два фотона: горизонтальный и вертикальный, квантовые состояния которых взаимозависимы. Один из них мы посылаем Алисе, а другой — Бобу, которые делают измерения на поляризационном светоделителе.
Когда эти измерения совершаются в обычном горизонтально-вертикальном базисе, понятно, что результат будет скоррелирован. Если Алиса заметила горизонтальный фотон, то второй, естественно, будет вертикальным, и наоборот. Это можно представить проще: у нас есть синий и красный шарик, мы не глядя запечатываем каждый из них в конверт и посылаем двум получателям — если одному придет красный, второй обязательно получит синий.
Но в случае квантовой запутанности этим дело не ограничивается. Эта корреляция имеет место не только в горизонтально-вертикальном базисе, но и в любом другом. Например, если Алиса и Боб одновременно повернут свои светоделители на 45 градусов, у них опять будет полное совпадение.
Это очень странное квантовое явление. Допустим, Алиса повернула каким-то образом свой светоделитель и обнаружила какой-то фотон с поляризацией ;, который прошел через него. Если Боб измерит свой фотон в том же самом базисе, он обнаружит поляризацию 90 градусов +;.
Итак, в начале мы имеем состояние запутанности: фотон Алисы полностью неопределен и фотон Боба полностью неопределен. Когда Алиса измерила свой фотон, обнаружила какое-то значение, то теперь известно точно, какой фотон у Боба, как бы далеко он ни находился. Этот эффект многократно подтвержден экспериментами, это не фантазия.
Квантовая телепортация
Допустим, у Алисы есть некий фотон с поляризацией ;, которую она еще не знает, то есть находящийся в неизвестном состоянии. Между ней и Бобом нет прямого канала. Если бы канал был, то Алиса смогла бы зарегистрировать состояние фотона и донести эту информацию до Боба. Но квантовое состояние за одно измерение узнать невозможно, поэтому такой способ не годится. Однако между Алисой и Бобом есть заранее приготовленная запутанная пара фотонов. За счет этого можно заставить фотон Боба принять первоначальное состояние фотона Алисы, «созвонившись» потом по условной телефонной линии.
Вот классический (хотя и очень отдаленный аналог) всего этого. Алиса и Боб получают в конверте по шарику — синий или красный. Алиса хочет послать Бобу информацию о том, какой у нее. Для этого ей нужно, «созвонившись» с Бобом, сравнить шарики, сказав ему «у меня такой же» или «у нас разные». Если кто-то подслушивает эту линию, то это не поможет ему узнать их цвет.
Таким образом, существуют четыре варианта исхода событий (условно, у получателей синие шарики, красные шарики, красный и синий или синий и красный — прим. «Ленты.ру»). Они интересны тем, что образуют базис. Если у нас есть два каких-то фотона с неизвестной поляризацией, то им можно «задать вопрос», в каком из этих состояний они находятся, и получить ответ. Но если хотя бы один из них окажется запутан с каким-то другим фотоном, то произойдет эффект удаленного приготовления, и третий, удаленный фотон «приготовится» в определенном состоянии. На этом и основана квантовая телепортация.
Как это все работает? У нас есть запутанное состояние и фотон, который мы хотим телепортировать. Алиса должна произвести соответствующее измерение исходного телепортированного фотона и задать вопрос, в каком состоянии находится другой. Случайным образом она получает один из четырех возможных ответов. В результате эффекта дистанционного приготовления оказывается, что после этого измерения в зависимости от результата фотон Боба перешел в определенное состояние. До этого он был запутан с фотоном Алисы, пребывая в неопределенном состоянии.
Алиса сообщает Бобу по телефону, каким был результат ее измерений. Если ее результат, допустим, оказался ;-, то Боб знает, что его фотон автоматически преобразовался в это состояние. Если же Алиса сообщила, что ее измерение дало результат ;+, то фотон Боба принял поляризацию -;. В конце эксперимента по телепортации у Боба оказывается копия первоначального фотона Алисы, а ее фотон и информация о нем в процессе разрушаются.
Технология телепортации
Сейчас мы умеем телепортировать поляризацию фотонов и некоторые состояния атомов. Но когда пишут, мол, ученые научились телепортировать атомы — это обман, ведь у атомов очень много квантовых состояний, бесконечное множество. В лучшем случае мы придумали, как телепортировать пару из них.
Мой любимый вопрос — когда будет телепортация человека? Ответ — никогда. Допустим, у нас есть капитан Пикард из сериала «Звездный путь», которого нужно телепортировать на поверхность планеты с корабля. Для этого, как нам уже известно, нужно сделать еще пару таких же Пикардов, привести их в запутанное состояние, которое включает все его возможные состояния (трезвого, пьяного, спящего, курящего — абсолютно все) и провести измерения на обоих. Понятно, насколько это сложно и нереализуемо.
Квантовая телепортация — это интересное, но лабораторное явление. До телепортации живых существ дело не дойдет (по крайней мере, в ближайшем будущем). Однако его можно использовать на практике для создания квантовых повторителей, для передачи информации на далекие расстояния.
На сегодняшний день телепортация, как и ряд других смелых футуристических теорий и технологий, например, чтение и обмен мыслями людей или путешествие во времени, считается уделом научной фантастики и рассматривается учеными лишь как гипотеза. Но с развитием науки исследователи начинают больше говорить о возможности телепортации, например, с использованием варп-перехода или квантовой телепортации запутанных частиц. Большинство этих заявлений осторожные и рассматривают такую возможность в достаточно отдаленной перспективе. Rusbase попробовал разобраться в доступной информации о технологии.

К возможным видам телепортации можно отнести квантовую телепортацию, которая передает на расстояние квантовое состояние частиц, ускорение материальных объектов до сверхсветовых скоростей с помощью варп-двигателя, метод дырочной телепортации, основанный на гипотетическом понятии дырочного вакуума, и теорию кротовых нор, доказывающую существование пространственных «туннелей». Но более или менее явных результатов наука пока смогла добиться только в области квантовой телепортации.
Квантовая телепортация — это процесс передачи квантового состояния на расстояние при помощи разъединенной в пространстве пары запутанных частиц и обычного канала связи. Квантовое состояние разрушается в точке отправления и восстанавливается в точке приема, независимо от местонахождения двух частиц, и теоретически такие частицы могут находиться в разных уголках Вселенной.

Квантовая телепортация является частью квантовой оптики и уже используется при передаче и обработке данных, повышая уровень безопасности и надежности информационных каналов. Однако, по мнению специалистов, явление квантовой запутанности, которое лежит в основе теории квантовой информации, может стать также и фундаментом для теории квантовой телепортации.

Рассматривая это явление, сразу следует уточнить, что квантовая телепортация может передавать на расстояние только частицы, но не передает энергию или вещество. Другими словами, полноценная телепортация живых объектов и неодушевленных предметов остается для науки только теорией.

Сейчас ученые в состоянии телепортировать атомы. Так, в 2009 году исследователи из университета Мэриленда впервые телепортировали квантовое состояние иона на один метр. Спустя год физики из Китая смогли передать квантовое состояние фотона на 16 километров. В 2015 году ученым из Национального института стандартов и технологий США удалось телепортировать фотоны через оптиковолоконные сети на расстояние более 100 километров, а в июле 2017 года СМИ сообщили, что фотон преодолел расстояние более 500 километров и телепортировался с Земли на орбиту.

Исследователи не исключают, что со временем технологию квантовой телепортации можно будет применить также и к молекулам, и к веществам, однако ученые относятся к этой идее скорее осторожно. Профессор Хэнсон из технологического университета Делфта в Нидерландах, участвовавший в презентации квантовой телепортации в 2014 году, отметил тогда, что если представить, что мы являемся набором атомов, собранных в определенной последовательности, то телепортировать человека из одного места в другое в принципе возможно.
Я бы не стал исключать возможность телепортации, поскольку не существует фундаментальных законов физики, которые запрещали бы сделать это. Если это когда-нибудь и случится, то в далеком будущем.
Источник
Что предлагает программа НТИ в России
Термин «квантовая телепортация» используют также в России. В июне 2016 года российские СМИ сообщили, что разработанная Агентством стратегических инициатив программа «Национальная технологическая инициатива» предусматривает в том числе, что к 2035 году в России будет внедрена технология телепортации. Отметим, что эта технология была указана в числе других направлений НТИ, таких как внедрение нейроинтерфейса, квантовых вычислений и использование природоподобных явлений для передачи информации.

Позже представители Агентства стратегических инициатив прокомментировали публикацию о планах «Национальной технологической инициативы» и заявили, что в программе речь идет о квантовой телепортации, которая, по сути, представляет собой просто очень надежную линию связи. Эти разработки в первую очередь должны расширить квантовые коммуникации и квантовые линии связи. По словам специалистов, первые такие линии связи были созданы в России еще раньше и уже стали коммерческим продуктом.

В игре Portal игроку предстоит не только перемещать объекты при помощи порталов, но и путешествовать по ним самому. Скриншот из игры
Заявления ученых
Свои заявления о возможности телепортации в последние годы делали разные исследователи.

Осенью 2014 года британские ученые из Имперского колледжа Лондона, Университета Глазго и некоммерческой организации EngineeringUK заявили, что телепортация живых существ и неодушевленных предметов будет доступна человечеству примерно к 2080 году.
Нет никаких фундаментальных законов, подтверждающих, что телепортация невозможна. Учитывая развитие технологий, по моим подсчетам, мы сможем увидеть телепортацию, такую, какую мы наблюдаем в фильмах, где-то в районе 2080 года. Телепортировать человека, атом за атомом, будет очень сложно, и это, безусловно, задача физиков. Однако, возможно, новые открытия в химии и молекулярной биологии позволят нам достичь этого быстрее.

Отметим, эта же группа исследователей тогда же заявила, что примерно через 20 лет у людей может появиться мантия-невидимка наподобие одного из Даров Смерти из «Гарри Поттера», использующая адаптивные маскировочные средства, а примерно к 2100 году для человечества станет актуальным путешествие во времени.

В сентябре 2015 года прогнозом о возможности телепортации поделился с журналистами профессор Нью-Йоркского университета Митио Каку. Ученый-физик, один из создателей теории струн и автор научно-популярных книг утверждает, что технология телепортации человека в пределах Земли и в космическом пространстве будет доступна через несколько десятилетий или, по крайней мере, в следующем веке.
Раньше физики смеялись над идеей телепортации, но теперь мы поняли ошибочность нашего смеха. Квантовая телепортация уже существует. В нашем университете мы сняли фильм о телепортации атома из одной комнаты в другую. Соответственно, на атомарном уровне мы уже умеем это делать с помощью метода квантовой запутанности.

Помните варп-двигатели из «Звездных войн»? Они тоже частично завязаны на технологии телепортации
Какие еще технологии относят к «телепортации»
На фоне растущего интереса к теме «мгновенного перемещения» термин «телепортация» начинают активно использовать авторы изобретений, хотя и перспективных, но непосредственно не связанных с этим явлением.

В 2017 году американская компания Synthetic Genomics представила публике «биологический телепорт, способный распространять жизнь по Галактике». Эти слова посвящены устройству, представляющему собой преобразователь, который может передавать на расстоянии микроорганизмы, отправляя набор данных с «кодом» микроорганизма для сборки в любую точку планеты или даже на Марс. Авторы технологии отметили, что если такими преобразователями оснастить клиники по всему миру, то можно было бы производить массовую рассылку вакцин для борьбы с лихорадкой Эбола и другими заболеваниями.

Свой способ «телепортации» физических объектов придумали разработчики устройства Scotty, которое «телепортирует» вещи с помощью технологии 3D-печати, разрушая их во время сканирования в одном месте и воссоздавая их копии в другом. Специалисты прогнозируют, что разработка, в частности, сможет найти применение в интернет-торговле.

Возможности телепортации связаны не только с квантовой физикой, но основные разработки здесь пока проводятся именно в этом направлении. Эйнштейн квантовую запутанность называл «жутким действием на расстоянии» и при этом был противником этой теории. Но специалисты считают, что использование такого эпитета для явления квантовой запутанности может быть достаточно оправданным. Хотя это явление и строго подчиняется законам квантовой физики, оно может быть связано с более глубокой, но еще не открытой, теорией. Кроме того, разработчикам технологии телепортации в будущем, возможно, смогут помочь возможности варп-двигателя, а также потенциал теорий кротовых нор и дырочной телепортации.
Мнения экспертов
Чарльз Беннет
Физик, почетный сотрудник IBM
В 1993 году международная группа из шести ученых подтвердила интуитивные размышления большинства авторов-фантастов, продемонстрировав, что совершенная телепортация в принципе возможна, но только в том случае, если оригинал при этом уничтожается.

В последующие годы другие ученые экспериментально подтвердили телепортацию в различных системах, в том числе на одиночных фотонах, когерентных световых полях, ядерных спинах и захваченных ионах.

Технология телепортации может оказаться довольно полезной как элемент обработки информации, который обеспечивает квантовые телекоммуникации на длинных расстояниях (возможно даже приведя к появлению «квантового интернета») и упрощает создание рабочих квантовых компьютеров.

Однако, к разочарованию поклонников фантастики, в обозримом будущем говорить о телепортации людей или других макроспопических объектов по ряду чисто практических причин не стоит, даже если это не противоречит никаким фундаментальным законам.
Наталья Луковникова
Директор Центра научно-технологического форсайта университета ИТМО
Телепортация — едва ли не самая нашумевшая и загадочная технология будущего, которую можно представить. Начнем с того, что она хорошо описана в фантастике, где иногда называется нуль-транспортировкой, а одно из самых нужных ее применений — это быстрое перемещение космических кораблей. И если сериал «Звездный путь» описывает «хорошую» телепортацию, где все работает и получается, то есть и трагические истории, такие как «Далекая Радуга» братьев Стругацких, где эксперименты по нуль-транспортировке погубили целую планету. Но есть и другие примеры.

Современная квантовая телепортация еще не ушла так далеко и тем более не имеет отношения к перемещению чего-либо физического. Она занимается передачей состояния в паре спутанных элементарных частиц. Сейчас научное соперничество идет за дальность передачи, так в 2017 году китайцы заявили, что осуществили телепортацию состояния на 1 200 км. С этой точки зрения, телепортация больше касается технологий связи и ее быстроты, надежности, защищенности. То есть речь идет фактически о мгновенной передаче информации.

Эта же технология может помочь при исследованиях космоса для получения более точной информации о космических объектах, но для этого нужно будет создавать множество пар запутанных частиц в короткое время, что невозможно на данном уровне развития технологии. Квантовые компьютеры тоже связаны с квантовой телепортацией, ведь ее можно было бы применять для передачи состояний кубитов, которые сами по себе являются квантовыми объектами.

Так что, увы, в ближайшее время на уровне живых существ и предметов нам не грозит их перемещение с помощью телепорта. Но от этого квантовая телепортация не становится менее значимой научной задачей
Кратко и просто про суть квантовой телепортации

Мозг в режиме «разведчик»
 
Когда вы представляете себе что-то связанное с понятием телепортация, то скорее всего подразумеваете, что объект в одном месте пропадает, а в другом месте чудесно появляется. С физической точки зрения это означает, что материальное тело исчезло в точке с одной координатой и оказалось в другой точке. В квантовом мире всё, как всегда, наоборот. Поэтому и квантовая телепортация — это не совсем-таки ожидаемый механизм течения процесса.
Явление квантовой телепортации основано на квантовой запутанности. Это, как Эйнштейн говорил, «чертовское действие на расстоянии». Если коротко, то оно заключается в том, что две частицы дублируют свое квантовое состояние, если являются запутанными. При этом неважно, на каком они расстоянии находятся друг от друга.
Квантовая запутанность
Мы можем щелкать тумблером и переключать эти квантовые состояния. Правда вместо тумблера в описании процесса используется эффект наблюдателя.
Эффект наблюдателя заключается в том, что при «наблюдении» некоторой физической системы то, что мы используем для ее измерения, влияет на саму эту систему. На уровне классической физики представить подобное явление просто невозможно.
Квантовая телепортация при этом проявляется только в одном. Частицы, которые были запутаны тем или иным способом, разносятся на некоторое расстояние. При изменении состояния одной из частичек вторая тоже мгновенно меняет состояние, невзирая на расстояние, образовавшееся между ними.
По сути дела, квантовая телепортация заключается только лишь в физическом перемещении частицы.
Способы могут использоваться самые разные. Во многих работах упоминается перемещение одной из запутанных частиц из пары по оптоволоконному кабелю посредством «проталкивания» её лазером.
Занятно и другое. Частая формулировка заголовка статьи про достижения в области квантовой телепортации звучит обычно как «учёным впервые удалось телепортировать частицу на 50 метров». Читатель сразу представит себе процесс из фильма «Муха». Там пропал — тут появился. Но нет. На самом деле речь идёт про перемещение одной частицы из запутанной пары по кабелю на 50 метров. Например, с помощью всё того же лазера. Это совершенно другая физика процесса относительно классического представления о телепортации.
Масла в огонь подливают и статьи, где название звучит как «учёные впервые смогли телепортировать квантовую частицу». Суть процесса вновь совсем другая.
Но что нам дает квантовая телепортация и само знание про её существование?
Во-первых, весьма полезно иметь представление о наличии подобного эффекта. Это делает квантовые миры ещё более интригующими. В очередной раз обычная логика переворачивается с ног на голову.
Во-вторых, квантовая телепортация открывает перед нами довольно интересные возможности относительно различных видов шифрования. Когда мы работаем с запутанными объектами, эти запутанные объекты могут хранить сложнейшие шифры. Это позволяет реализовать технологию квантового шифрования.
Если сильно утрировать понимание проблемы, то когда мы переносим одну из запутанных частиц, то принимающий компьютер ожидает получить её именно в нужном состоянии. Когда это массив частиц, то получится электронный код.
При этом никакая квантовая связь не подразумевает возможность прямого использования рассматриваемого эффекта. Проблема одна — для того, чтобы связь работала полноценно, нужно только одно условие. Оно ставит логику всей идеи «квантового телефона» под сомнение. Необходимо наличие дополнительного канала связи, который сможет передать исходное состояние квантовой частицы на другой конец провода. Поэтому, активно обсуждаемый «квантовый телефон» должен работать в паре с обычным GSM. В противном случае не ясно, как начать дешифрацию сигнала. Первое же измерение системы разрушит исходное состояние, а значит и информация будет потеряна.
Поэтому на данный момент практическое применение квантовой телепортации сводится только к использованию различных видов шифрования. Остальное вопрос весьма спорный и требующий тщательной проработки. Само собой, никакой полноценной телепортации объекта мы так выполнить не сможем и квантовая телепортация — это принципиально другое понятие.

Исчез по щелчку: что такое телепортация и где она сегодня применяется


Рассказываем, что такое кротовые норы, как работает квантовая телепортация, какие фейки о ней существуют и где она используется уже сегодня
Что такое телепортация
Телепортация (от греческого «далеко» и латинского «нести») — гипотетическое мгновенное перемещение объекта на любое расстояние со скоростью быстрее скорости света. Этот термин ввел в употребление американский публицист, исследователь «непознанного», Чарльз Хой Форт после публикации в 1931 году книги «Вулканы небес» о парапсихологии и сверхъестественном. Правда тогда понятие имело мало общего с наукой.

Когда мы думаем о способах телепортации, первое, что приходит в голову — кротовые норы (они же червоточины), которые не отрицает теория относительности. Согласно ней, наша Вселенная изгибается в четвертом пространственном измерении, и в некоторых местах возможны пограничные зоны, где пространство удалено друг от друга, но при этом приближается довольно близко друг к другу сквозь четвертое измерение. При определенных условиях две разные точки трехмерного пространства сольются в одну через дополнительное измерение, образуя тоннель. Шагнул в такое — и переместился мгновенно на миллиарды световых лет. Казалось бы, все просто, но для того, чтобы человека в этом тоннеле не «размазало», его стенки нужно укрепить специальной материей, которая и будет держать их в стабильном состоянии. А такой материи у людей пока нет.



Кротовая нора (Фото: wikipedia.org)
Второй способ телепортации — квантовый. Доказал, что она возможна, создатель теории относительности Альберт Эйнштейн, который, однако, пытался заявление о возможности телепортации опровергнуть. О том, что такое квантовая телепортация и как она работает, поговорим подробнее.

Квантовая телепортация
Квантовая телепортация означает возможность мгновенной передачи состояния с одной частицы на другую независимо от того, как далеко друг от друга они находятся. Обязательным условием для проведения квантовой телепортации является наличие набора одинаковых атомов в точке отправления состояния и в точки получения состояния. То есть квантовая телепортация не имеет ничего общего с материальным перемещением объекта.


Профессор физфака МГУ Сергей Вятчанин — о квантовой телепортации и квантовой запутанности
Эйнштейн открыл это явление в 1935 году в соавторстве с физиками Борисом Подольским и Натаном Розеном. Ученые доказали, что состояние двух частиц А и Б, однажды провзаимодейстовавших и разлетевшихся в разные направления после соударения, зависит друг от друга на любом расстоянии и эта зависимость проявляется мгновенно. Например, у нас есть две частицы А и Б, они однажды были во взаимодействии, и мы знаем, что сумма их спинов (моментов импульса) всегда равна нулю, при этом спин частицы А направлен вверх, а спин Б — вниз. Как бы далеко мы не разнесли эти частицы, при изменении спина частицы А вниз, спин частицы Б будет мгновенно направляться вверх.

Экономика инноваций
Семь неожиданных фактов о квантовых компьютерах
Примеры телепортации
В мире есть много нашумевших примеров телепортации, которые на деле оказались фейками. Один из самых громких примеров — телепортация матки муравьев атта. Данное явление было открыто натуралистом Айвеном Сандерсоном. Он проводил серию опытов — помещал женскую особь насекомого, отмеченную красной краской, в бункер. Когда бункер был открыт, особь оставалась в нем, но как только бункер закрывали, матка тут же исчезала и ученые находили ее в нескольких метрах от места опыта. Впрочем, современная наука не допускает возможности телепортации макроскопических тел; физики не подтвердили опыты Сандерсона.

Еще один пример — телепортация американского военного корабля. По легенде, в 1943 году ВМС США проводил эксперимент с эсминцем «Элдридж», который вначале находился в американском городе Норфолке и в этот же день «телепортировался» на 320 км в Филадельфию. Факт проведения эксперимента по телепортации ВМС США опровергли, а «мгновенное» перемещение корабля мореплаватели объяснили наличием канала, по которому эсминец мог быстро добраться из одного города в другой.

Но есть и реальные случаи телепортации — квантовой, — возможность которых доказана и объяснена физиками. В 1997 году под руководством Антона Цайлингера из Инсбрукского университета и Франческо де Мартини из Римского университета прошла первая в мире экспериментальная квантовая телепортация поляризационного состояния фотона. А уже в 2004 году физики Венского университета телепортировали фотоны на расстояние 600 м через Дунай.



Путешествие через кротовую нору в представлении художника NASA, 1998 год (Фото: wikipedia.org)
Возможна ли телепортация?
Отсюда ответ на главный вопрос — да, телепортация сегодня возможна, но ограничена законами физики.

«Несмотря на многообещающее название, квантовая телепортация — это всего лишь процедура, в результате которой получатель в ходе согласованного классического сеанса связи с отправителем может восстановить на своей стороне квантовое состояние, которое было у отправителя. Исходное квантовое состояние отправителя при этом уничтожается. То есть возможна лишь передача квантовой информации, а не макрообъектов», — объясняет сотрудник лаборатории квантовой информатики Университета ИТМО Роман Гончаров.

Как объясняет Гончаров, есть ряд проблем с осуществлением квантовой телепортации, чаще всего связанных с несовершенством оборудования, и не позволяющих в полной мере переложить теорию на эксперимент. «Отсюда и возникают ограничения, например, по расстоянию. И хотя различные научные группы активно работают над усовершенствованием текущих схем и ищут новые подходы, в ближайшие несколько лет навряд ли получится приблизиться к серьезным изменениям. Оборудование может быть «идеальным» только в простых теоретических моделях», — добавляет ученый.

Что касается мгновенного перемещения живых существ, то руководитель научной группы «Квантовая оптика» в Российском квантовом центре и профессор Оксфордского университета Александр Львовский объясняет: теоретически наука не опровергает возможность квантовой телепортации человека, т.к. мы сами состоим из кислорода, водорода и углерода с небольшой добавкой других химических веществ.

«Если мы соберем нужное количество атомов нужных элементов, а затем с помощью телепортации приведем их в состояние, идентичное их состоянию в теле телепортируемого человека — получится тот самый человек. Я, конечно, предельно утрирую — от телепортации человека нас отделяет целая вечность. Однако суть вопроса именно в этом: идентичные квантовые частицы встречаются везде, а вот привести их в нужное квантовое состояние совсем непросто», — заявил он изданию N+1.

Но телепортировать живого человека у ученых едва ли получится и через века — как отмечает Гончаров из ИТМО, «оригинал при телепортации уничтожается».

Телепортация в России и в мире сегодня
Опрошенные эксперты утверждают: у квантовой телепортации есть колоссальный технологический потенциал, и лежит он, в основном, в области связи и вычислительной техники. По словам руководителя научной группы «Квантовые информационные технологии» в Российском квантовом центре Алексея Федорова, одно из направлений, которым сегодня занимаются физики — увеличение расстояния для квантовых коммуникаций. Ученым это необходимо для создания криптографических ключей, которые используются для интернет-соединения и в мобильных банках.



Индустрия 4.0
Что надо знать о квантовых вычислениях
«Сегодня для выработки криптографических ключей используются определенные классы математических алгоритмов, однако такой способ будет неустойчивым для атак с квантовым компьютером. Когда появится квантовый компьютер достаточной мощности, мы не сможем использовать нынешнее поколение математических алгоритмов, а вот квантовое распределение ключей абсолютно устойчивое», — говорит Федоров.

Одно из технических ограничений для использования квантового распределения ключей — это расстояние, на которое ключ может быть передан. «Сейчас максимальное расстояние распределения ключей с разумной скоростью составляет 100-200 км, и связано это с затуханием в канале передачи квантовых состояний (например, оптоволокне), то есть часть фотонов просто теряется. Чтобы это предотвратить, нужны квантовые повторители, которые могут строиться на основе квантовой телепортации. Поэтому эксперименты с квантовой телепортацией могут помочь нам увеличить расстояние для квантового распределения криптографических ключей», — объясняет Федоров.

За последние десятилетия ученые в мире регулярно делают новые открытия в квантовых коммуникациях. В конце 2019 года исследователи из Бристольского университета в Великобритании и Датского технического университета впервые смогли передать состояние между двумя чипами. Эти чипы, по заявлению ученых, способны кодировать квантовую информацию в свете и обрабатывать ее с высокой эффективностью и низким уровнем шума. Изобретение поможет человечеству создавать более сложные схемы для квантовых вычислений и коммуникаций.

Одним из научных центров в России, где сегодня изучают квантовую телепортацию, является Российский квантовый центр; там исследования ведутся группой ученых под руководством Александра Львовского. Схожие эксперименты проходят в лаборатории квантовой оптики Московского государственного университета.

На мировом уровне квантовой телепортацией занимается группа Юджина Ползика в институте Нильса Бора в Копенгагене, группа Антона Цайлингера в Австрии, Михаила Лукина в Гарвардском университете и группа Цзянь-Вэй Пана в Китае. Последней принадлежит рекорд по расстоянию передачи квантовой телепортации на 1 200 км.

Подробнее на РБК:
Телепортация: общие представления и заблуждения
Приветствую всех вас, дорогие фантасты и любители фантастики! Меня зовут Николай Остапцов, писатель-фантаст, вице-президент и обозреватель Крымского клуба фантастов «Фанданго», участник семинаров «Фанданго-Аэлита», лауреат конкурсов...
========================================
Недавно писал статью про звёздолёты, а в обсуждениях упоминается телепортация. Мол, звездолёты - это всё "вчерашний день", а вот телепортация...
Что ж, телепортация - тоже очень интересная тема. И как положено интересной теме - уже обросла массой мифов, нередко воспринимается как свершившееся открытие и знакомая технология.
Итак, что же такое Телепортация?
Телепортация (от греческого «далеко» и латинского «нести») — гипотетическое мгновенное перемещение объекта на любое расстояние со скоростью быстрее скорости света. Этот термин ввел в употребление американский публицист, исследователь «непознанного», Чарльз Хой Форт после публикации в 1931 году книги «Вулканы небес» о парапсихологии и сверхъестественном. Правда тогда понятие имело мало общего с наукой.
Есть ещё Квантовая телепортация, т.е. возможность мгновенной передачи состояния с одной частицы на другую независимо от того, как далеко друг от друга они находятся. Обязательным условием для проведения квантовой телепортации является наличие набора одинаковых атомов в точке отправления состояния и в точки получения состояния. То есть квантовая телепортация не имеет ничего общего с материальным перемещением объекта.
Квантовая телепортация, при всей её реальности, малопригодна для межзвёздных перелётов: космонавта нужно особым образом "сканировать", что бы он тут же был собран из набора таких же атомов "где-то там". При этом, вовсе не обязательно, что собранный "где-то там" космонавт (или как его ещё можно назвать) получится живым...
Опять-таки, что бы его "собрать", необходимо соответствующее оборудование, которое "туда" (в точку Б) как-то нужно ещё доставить!
Природная телепортация - способность некоторых живых существ переноситься на значительные расстояния без применения технических средств.
Пример природной телепортации - Дэвид Райс, персонаж из фильма "Телепорт" (англ. название - Jumper), внезапно обнаружил у себя способность к телепортации, которой пользовался то из озорства, то с преступной целью...
Существует гипотетическая технология "Транспортного луча" — способ для телепортации объекта, когда проводится его сканирование вплоть до положения атомов, затем оригинал дематериализуется (или он дематериализуется во время сканирования), а информация отсылается электромагнитной передачей (или какой-либо другой, гипотетической или вымышленной) в машину, которая заново собирает — материализует — объект на месте прибытия.
Несмотря на то, что такая технология, в принципе, вполне возможна, она не передаёт оригинал, а создаёт его копию(-и) в приёмнике, даже несмотря на то, что сами атомы (или ионы) везде идентичны друг другу. Согласно научной (материалистической) точке зрения, сознание неотделимо от тела и является порождением динамических атомных взаимодействий в нём. Эти соображения, на первый взгляд, открывают дорогу техническому «переносу» личности, но тут есть значительное число возможных проблем и парадоксов (идентичности копий и оригинала, «преемственности» копии и оригинала, создания «дублей» или «резервов» на случай внезапной смерти и т. д.), подробно рассмотренных Станиславом Лемом в «Сумме технологии». Даже если оригинал постепенно уничтожается в ходе считывания, он именно уничтожается, так как разрушается динамическая структура мозга (динамика химических реакций), то есть жизнь. Кроме того, согласно квантовой теореме о запрете клонирования, невозможно создать идеальную копию произвольного неизвестного квантового состояния (в данном случае, суммы состояний атомов и ионов живого мозга), поэтому, если рассматривать маргинальную гипотезу квантовой природы сознания, то, вероятно, дублирование сознания невозможно, хотя, если квантовые процессы не слишком существенны для сознания, то достаточно будет и неточного копирования, равно как и в случае, если они для него вообще несущественны. Также существуют неразрешимые пока на практике парадоксы в близких к «телепортации по лучу» областях: «обратимой смерти» (например, при сохранении мозга методами крионики, однако пока неизвестно, возможно ли оживление после этого) и преемственности жизни оригинала, разрушенного в результате считывания, но затем восстановленного даже из физически сохранённых (в специальной ёмкости) ранее составлявших его атомов. В итоге Лем всё-таки делает вывод, что «продолжение существования определяется не количеством аналогичной информации, а генидентичностью (то есть единством генезиса) динамической структуры мозга даже при значительных её изменениях в течение жизни человека.»
Вопросы аутентичности неотличимой копии не имеют смысла в контексте собственности на перемещаемый неживой предмет, так как неотличимая копия есть адекватная замена. Не имеют они смысла и в научном контексте. Квантовый же запрет на клонирование можно обойти за счёт того, что частица оригинала в идентичном состоянии к моменту создания копии уже не существует. Но при перемещении живых организмов эти же вопросы становятся важными этическими и философскими проблемами.
Итак, существование телепортации - вполне допустимо теоретически. Я уж не говорю и магических технологиях, где возможно вообще всё...
И всё-таки, давайте вернёмся к проблеме примнения телепортации для звёздных перелётов.
Вспомним фильм "Молчание доктора Ивенса". Инопланетяне имели природную способность к телепортации, однако, пользовались ею крайне редко, да и не позволяла им эта способность отказаться от своих звездолётов!
Не будем отвлекаться на "квантовую телепортацию" и на "природную" - нас интересует применение обычных, технических телепортов, которые могли бы применяться для транспортировки материальных, "атомных" объектов на некоторое расстояние, от нескольких метров до тысяч световых лет. Конечно, сам механизм работы телепорта для нас пока остаётся тайной за семи (возможно, что семистами) печатями, но - давайте предположим то, о чем нам позволит наше воображение.
1. Телепортация возможна. Это предположение мне попадалось несколько лет назад (естественно, не припомню где). Описывался случай, когда помеченная особой краской "королева" муравейника внезапно исчезала, а потом была обнаружена в нескольких десяткам метров. Это при том, что она постоянно находилась под наблюдением видеокамер.
2. Телепортация техническим способом возможна, если раскрыть механизм перемещения королевы муравейника или других феноменов.
3. Что будет видно через "работающий" телепорт? В фильмах, типа "Звёздные врата" (пора бы пересмотреть) это кольцеобразное соображение, "пограничная" поверхность показана, как "жидкое зеркало", похожее на ртуть. Думаю, что скорее будет видно место, куда будет происходить "переход": если мы рассмотрим телепорт как дверь в другое место, то причём тут "жидкое зеркало"? Открываешь дверь, а там - другая комната, улица, чистое поле... Всё что угодно, только не зеркало...
"Звёздные врата", найденные археологами. Ещё никто не знает, что это, как этим пользоваться... (с) Кадр из фильма "Звёздные врата", 1994 год
4. Переход в другое место для объекта (космонавта) должен быть безболезненным и безопасным. Человек ведь не испытывает мучений, когда переходит из одной комнаты в другую!
Вполне логично, если переход будет не "как через дверь", а через какое-то подобие шлюза, чтобы исключить бесконтрольный переход микроорганизмов и "случайных пассажиров". Тогда через вход телепорта будет видна только шлюзовая дверь, может с окошечком...
Робот, выходящий из телепорта (с) Кадр из х/ф "Отроки во вселенной" 1974 г.
5. Любой отказ техники в момент перехода чрезвычайно опасен и может привести к гибели путешественника. Возможен исход, при котором путешественник "у нас" исчез, а "там" так и не появился.
6. Применение телепорта в качестве "ретранслятора" может решить проблему задержки радиосигнала на большом удалении. Скажем, установленный на звездолёте телепорт позволит транспортировать на него (и с него) радиосигнал. Пример: находясь, скажем, в системе Альфы Центавра (удаление от Солнца 4,3 световых года) экипаж посылает сообщение, которое будет получено на Земле именно через те же 4,3 года. Применение телепорта позволит передавать это сообщение мгновенно, "в прямом эфире".
Отсюда же следует:
7. Размещение телепорта на звездолёте позволит экипажу не томиться долгие годы в тесной "жестяной коробке", а появляться там на короткое время, выполнять свои задачи (или работы) и... возратиться домой! Представляете? Утром ковырялся в оборудовании на звездолёте, а обедать - пошёл домой, к семье...
Правда, непонятно, получится ли точно телепортировать бесценный груз внутрь звездолёта, летящего с колоссальной скоростью. Мне почему-то кажется, что получится - ведь "приёмная камера" находится на звездолёте. Об этом я писал в своих рассказах "Цейтнот" и "Обычный рейс"
Увы, полёт "чёрти куда" без телепорта потребует и времени, и долгих разлук, и нести на борту звездолёта всё: топливо, запчасти, пищу и воду для экипажа...
8. Переход может сопровождаться риском искажений/мутаций. Вспомним фильм "Муха": зашёл человек в камеру телепортации А, там оказалась случайно залетевшая муха. Из камеры Б вышел уже не совсем тот человек, который заходил в А... А ведь в любом человеке - миллиарды бактерий, вирусов и прочих микроорганизмов. Что будет происходить с ними? Какой мутант может образоваться?
Постер фильма "Муха" (1986 год). (с) Из открытых источников
9. Нельзя исключать вероятности, что во время перехода возможен какой-либо сбой, объект может оказаться в непресмотренной планом реальности, как в рассказе "Капучино": батискаф, вместе с экипажем, на какое-то время оказался на дне кофейной чашечки...
Стоит вспомнить случай с эсминцем "Элдридж", описанный в фильме "Филадельфийский эксперимент" (в отечественном прокате назывался "Секретный эксперимент"). Конечно, воспринимать этот фильм как документальный - ни в коем случае нельзя, но опыт, действитеьно, имел место. По некоторым сведениям, многие члены экипажа были "вплавлены" в элементы конструкции корабля, многие погибли. Сам корабль в течение нескольких минут видели на большом расстоянии от места проведения эксперимента, что может считаться свидетельством телепортации.
Таким образом, проблем, возникающиъх при телепортации, может возникнуть очень много. Может, не столь серьёзных, как при хронопутешествиях, хотя, как знать...
Глава 1. Введение в телепортацию
– 1.1. Что такое телепортация?
Телепортация – это концепция, которая давно завораживает человеческое воображение. Мы все видели фильмы и сериалы, где персонажи могут мгновенно переместиться из одного места в другое, не проходя через пространство между ними. Но что такое телепортация на самом деле? И возможно ли ее реализация нашей повседневной жизни?
В научном смысле телепортация означает перемещение объекта или информации из одного места в другое без физического движения через пространство. Это означает, что объект информация исчезает одном месте и появляется другом, не проходя промежуточное
Идея телепортации не нова. Она обсуждается в научных кругах уже несколько десятилетий. Однако только последние годы ученые начали серьезно исследовать возможность реализации различных областях, включая транспорт и коммуникацию.
Одним из наиболее перспективных направлений в области телепортации является квантовая телепортация. Это процесс, при котором информация, такая как состояние квантовой частицы, передается одного места другое без физического движения частицы. Квантовая телепортация уже была успешно реализована лабораторных условиях и имеет потенциал для революционизации способов передачи информации.
Другим направлением является телепортация макроскопических объектов, таких как люди или грузы. Хотя это направление еще находится на ранней стадии развития, уже есть некоторые теоретические модели и концепции, которые могут позволить реализовать телепортацию крупных объектов.
В этой книге мы рассмотрим различные аспекты телепортации, включая ее научные основы, потенциальные применения и проблемы, которые необходимо решить. Мы также исследуем, как телепортация может изменить нашу повседневную жизнь, сделав транспорт коммуникацию более быстрыми, эффективными удобными.
Итак, давайте начнем наше путешествие в мир телепортации и узнаем, как эта революционная технология может изменить наш мир. В следующей главе мы рассмотрим научные основы то, она работает.
– 1.2. История развития телепортации
Телепортация, как концепция, существовала в научной фантастике и фольклоре на протяжении веков. Однако, только последние десятилетия ученые инженеры начали серьезно исследовать возможность телепортации реальном мире. В этой главе мы рассмотрим историю развития телепортации, от первых теоретических концепций до современных экспериментов достижений.
Ранние начала: теоретические основы
Идея телепортации была впервые предложена в начале 20-го века физиком Альбертом Эйнштейном, который теоретически описал возможность передачи информации о состоянии частицы из одной точки пространства другую без физического перемещения частицы. Эта концепция, известная как "квантовая телепортация", Эйнштейном 1935 году его знаменитой статье "Эффект Эйнштейна-Подольского-Розена".
В 1950-х и 1960-х годах физики, такие как Джон Белл Дэвид Бом, продолжили развивать теоретические основы квантовой телепортации. Они показали, что квантовая запутанность, явление, при котором частицы становятся связанными могут влиять на состояние друг друга, даже если они разделены большими расстояниями, может быть использована для передачи информации о состоянии частицы.
Первые эксперименты: квантовая телепортация
В 1990-х годах ученые начали проводить эксперименты по квантовой телепортации. 1997 году команда физиков под руководством Антона Цайлингера из Университета Инсбрука успешно телепортировала квантовое состояние фотона одной точки пространства в другую. Этот эксперимент был важным шагом на пути к разработке телепортации, поскольку он показал, что квантовая информация может быть передана без физического перемещения частицы.
Развитие телепортации макроскопических объектов
В 2000-х годах ученые начали исследовать возможность телепортации макроскопических объектов, таких как атомы и молекулы. 2010 году команда физиков из Университета Калифорнии в Беркли успешно телепортировала атом одной точки пространства другую. Этот эксперимент был важным шагом на пути к разработке объектов.
Современные достижения: телепортация в повседневной жизни
Сегодня телепортация является быстро развивающейся областью исследований, с потенциальными приложениями в таких областях, как транспорт, коммуникация и медицина. Ученые работают над разработкой технологий, которые позволят телепортировать макроскопические объекты, такие люди грузы, из одной точки пространства другую.
В заключении, история развития телепортации является fasciniruyuschey и быстро развивающейся областью исследований. От первых теоретических концепций до современных экспериментов достижений, телепортация имеет потенциал революционизировать нашу повседневную жизнь. следующей главе мы рассмотрим современные технологии методы, используемые в телепортации, обсудим потенциальные приложения ограничения этой технологии.
– 1.3. Основные принципы телепортации
Телепортация, как концепция, уже давно захватила умы ученых и фантастов. Однако, когда мы говорим о телепортации в контексте повседневной жизни, должны глубже погрузиться основные принципы, которые делают эту технологию возможной. В этой главе рассмотрим фундаментальные аспекты телепортации, позволяют нам переносить объекты информацию из одного места другое без физического перемещения.
Квантовая запутанность и телепортация
Одним из ключевых понятий в телепортации является квантовая запутанность. Это явление, при котором две или более частицы становятся связанными таким образом, что состояние одной мгновенно влияет на другой, даже если они разделены огромными расстояниями. Этот эффект был впервые предсказан Альбертом Эйнштейном и позже подтвержден экспериментально.
Квантовая запутанность является основой для квантовой телепортации, которая позволяет передавать информацию о состоянии частицы из одного места в другое без физического перемещения самой частицы. Этот процесс включает себя создание запутанной пары частиц, одну которых отправляют пункт назначения, а другую оставляют исходном месте. Затем, измеряя состояние оставшейся частицы, можно мгновенно определить пункте тем самым "телепортируя" информацию.
Телепортация информации
Телепортация информации является наиболее перспективным направлением в области телепортации. Она позволяет передавать данные, такие как текст, изображения и видео, из одного места другое без физического перемещения носителя информации. Этот процесс может быть осуществлен с помощью квантовой телепортации, когда информация кодируется состоянии частицы, а затем передается пункт назначения.
Телепортация информации имеет огромный потенциал для революционизации коммуникаций. Она может позволить передавать данные на огромные расстояния за доли секунды, что будет особенно полезно космических исследований и связи с удаленными объектами. Кроме того, телепортация быть использована создания безопасных каналов связи, поскольку любая попытка перехватить информацию нарушать состояние частицы сделать ее обнаруживаемой.
Телепортация объектов
Телепортация объектов, в отличие от телепортации информации, является более сложной задачей. Она требует создания точной копии объекта пункте назначения, что включает себя передачу огромного количества информации о структуре и свойствах объекта. Этот процесс может быть осуществлен с помощью комбинации квантовой передовых технологий 3D-печати.
Телепортация объектов имеет потенциал для революционизации транспорта и логистики. Она может позволить передавать объекты на огромные расстояния без необходимости физического перемещения, что будет особенно полезно космических исследований доставки грузов в удаленные области. Кроме того, телепортация быть использована создания новых форм производства распределения товаров.
Заключение
В этой главе мы рассмотрели основные принципы телепортации, включая квантовую запутанность, телепортацию информации и объектов. Эти концепции являются фундаментальными для понимания того, как телепортация может быть использована в повседневной жизни. следующей рассмотрим более подробно технологии, которые делают возможной, исследуем потенциальные применения технологии различных областях.

Телепортация: миф или реальность

В этом материале мы рассмотрим, что такое телепортация, какие виды телепортации определены на сегодняшний день (квантовая и кротовые норы), где она уже применяется и какие мифы о ней существуют и активно ходят по просторам Сети.
Что такое телепортация?
Телепортация — это производное от греческого слова «далеко», дополненное латинским «нести». Данный термин, введенный в 1931 году американским публицистом Чарльзом Фортом, говорит о практически мгновенном перемещении человека или какого-либо объекта или изменении его координат со скоростью, превышающей скорость света.
В основном сейчас выделяют два вида перемещения объектов на большие расстояния. Первый — это кротовые норы, также известные как червоточины, которые не отрицают теорию относительности. Второй вид — квантовая телепортация, существование которой доказал еще Альберт Эйнштейн, хотя и пытался опровергнуть возможность телепортации в принципе.
Кротовые норы
Червоточины, они же кротовые норы, они же червячные переходы и кротовины, представляют собой топологическую особенность времени и пространства, в каждый момент времени создающая своеобразный «тоннель» в пространстве, а возможность таких переходов, идущих вразрез с законами физики, уже длительное время занимает умы фантастов.
При этом научная фантастика изображает червоточину как тоннель между парой весьма отдаленных точек Вселенной, который позволяет моментально переноситься на внушительные расстояния. Причем если смотреть со стороны астрофизики, то подобные тоннели могут и правда существовать — даже Альберт Эйнштейн, обосновывая общую теорию относительности, говорил об этом.

Тем не менее реальные свойства червячных переходов на сегодняшний день остаются весьма туманны. При этом возникает интересный парадокс — чтобы проводить необходимые наблюдения и исследования кротовых нор, сперва нужно получить больше информации об этих самых кротовинах.
Квантовая телепортация
В свою очередь квантовая телепортация представляет собой мгновенную передачу состояния от одной частицы к другой, независимо от расстояния между ними. Но здесь есть обязательное условие — это должен быть одинаковый набор атомов как в точке отправления, так и в точке получения. То есть о материальном перемещении объекта здесь речи не идет.
Все тот же Эйнштейн открыл данное явление еще в 1935 году — в этом ему помогали физики Борис Подольский и Натан Розен. Вместе они смогли доказать, что состояние пары частиц A и B, которые встретились и после удара разлетелись в разных направлениях, взаимозависимы на любых расстояниях и проявление такой зависимости происходит мгновенно.

То есть квантовая телепортация представляет собой перемещение не определенных физических объектов, не какой-то энергии, а именно состояния. Она используется для передачи или переноса некоего состояния, обладая минимальной возможной информацией о нем, не «изучая» его, не изменяя параметры и тем самым не нарушая его.
Телепортация на примерах
Нашумевшие примеры телепортации появляются с завидной регулярностью, но все они на самом деле оказываются фейками. К примеру, натуралист Айвен Сандерсон «телепортировал» матку муравья атта, для чего женская особь насекомого отмечалась красной меткой и помещалась в бункер. Когда он был открыт, она оставалась в нем, но после закрытия бункера матка пропадала и появлялась в нескольких метрах от места проведения эксперимента. Впрочем, физики не подтвердили подобные опыты Сандерсона.
В качестве еще одного примера можно припомнить телепортацию эсминца «Элдридж» ВМС США в 1943 году. Боевой корабль изначально находился в порту американского города Норфолк и в тот же день внезапно «телепортировался» в Филадельфию, расстояние до которой составляет 320 км. Впрочем, военное ведомство США поспешило опровергнуть факт телепортации, а такое быстрое перемещение корабля на значительное расстояние объяснили его высокой скоростью и прохождением канала, позволяющего быстро переходить надводным судам между этими двумя точками.

Возможна ли сейчас телепортация?
Теоретически, телепортация на сегодняшний день вполне возможна, но весьма ограничена законами физики и рядом нюансов. Вернее, возможна лишь передача квантовой информации, а не каких-либо макрообъектов. Квантовая телепортация представляет собой лишь процедуру, напоминающую классический сеанс связи — получатель может только восстановить исходное состояние отправителя. Причем состояние отправителя будет уничтожено.
Также ученые говорят о множестве проблем в области квантовой телепортации — это несовершенство имеющегося оборудования, которое не позволяет полноценно перевести теорию в реальный эксперимент. В итоге возникают разного рода ограничения, в том числе и по расстоянию.

Несмотря на то, что многочисленные группы ученых активно трудятся над совершенствованием имеющихся схем и ищут кардинально новые подходы, крайне сомнительно, что в ближайшие годы специалисты приблизятся к более серьезным результатам.
По поводу телепортации живых существ, то современная наука не опровергает возможность мгновенного перемещения человека на огромные расстояния, так как люди состоят из кислорода, углерода, водорода и, в значительно меньших количествах, прочих химических веществ. Однако многие ученые уверены, что провести телепортацию живого человека не получится даже через века.
Работы над телепортацией в мире
На фоне этого многие эксперты утверждают, что квантовая телепортация обладает колоссальным технологическим потенциалом, который в основном лежит в области связи, а также вычислительной техники. Одним из ключевых направлений исследований в этой области является увеличение расстояния для квантовых коммуникаций, что позволит создавать криптографические ключи, применяемых в интернет-соединениях и в онлайн-банках.

Если точнее, одним из технических ограничений для квантового распределения ключей является именно расстояние, на которое каждый конкретный ключ может быть передан. На текущий момент оно не превышает 200 км, так как передача квантовых состояний в том же оптоволокне затухает с пройденным расстоянием и фотоны просто теряются. В итоге требуется создание на основе квантовой телепортации так называемых квантовых повторителей.
Стоит отметить, что во всем мире постоянно делаются определенные открытия в этой области. К примеру, в 2019 году британские и датские исследователи смогли выполнить передачу состояния между двумя микрочипами, которые, как утверждают ученые, могут осуществлять кодирование квантовой информации в свете и с высокой эффективностью обрабатывать ее.
В России изучением квантовой телепортации занимается группа ученых Российского квантового центра под руководством Александра Львовского, а также лаборатория квантовой оптики в Московском государственном университете.
В голландском институте Нильса Бора по квантовой телепортации работает Юджин Ползик с группой единомышленников, в Австрии это Антон Цайлингер, в Гарварде Михаил Лукин, а также группа специалистов-физиков Цзянь-Вэй Пана в Китае. Причем последние установили рекорд передачи квантовой телепортации на приличные 1200 км.
В качестве заключения
Если эта удивительная технология все же будет полностью реализована, она позволит путешествовать на огромные расстояния, не пересекая физически пространство между ними. Глобальные перевозки станут мгновенными, а межпланетные путешествия фактически превратятся в один маленький шаг для человека.

Однако на данный момент времени телепортация людей остается теоретической концепцией и сталкивается со значительными научными и технологическими проблемами, поэтому предсказать сроки ее реализации абсолютно невозможно.

Материал взят из интернета