Κβαντική τηλεμεταφορά: Πλέον όλα μπορούν να συμβούν (vid)

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ  | Ενημ. 12/01/2025, 10:33

Posted by Youmagazine Staff

 

Η εξήγηση των μυστηρίων της κβαντικής τηλεμεταφοράς. Η ανθρωπότητα μπήκε στον κόσμο των θαυμάτων, όπου όλα μπορούν να συμβούν.

Image: Supplied

v

ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ του Πανεπιστημίου Northwestern στο Ιλινόις, κατάφερε κάτι που μέχρι πριν κάποια χρόνια θεωρούνταν ακατόρθωτο: πραγματοποίησε κβαντική τηλεμεταφορά μέσω καλωδίου οπτικής ίνας μήκους 30 χιλιομέτρων!

Το πείραμα, που έγινε υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Prem Kumar και του υποψήφιου διδάκτορα Jordan Thomas, παρουσιάστηκε στο περιοδικό Οptica και έγινε μέσω ενός καλωδίου οπτικών ινών που ήδη μεταφέρει δεδομένα στο Διαδίκτυο. Α:υτό σημαίνει ότι είναι πλέον δυνατή η ενσωμάτωση κβαντικών δικτύων στην υπάρχουσα υποδομή τηλεπικοινωνιών.

Η κβαντική τηλεμεταφορά αφορά την μεταφορά της κβαντικής κατάστασης ενός σωματιδίου, όπως ενός φωτονίου, από ένα σημείο σε άλλο, χωρίς να μετακινηθεί το ίδιο το σωματίδιο. Πρόκειται δηλαδή για ένα φάντασμα.

Η επιστημονική φαντασία, όπως στο Star Trek, απεικονίζει την τηλεμεταφορά ως τη στιγμιαία μεταφορά αντικειμένων, αλλά στην πραγματικότητα, δεν λειτουργεί με αυτόν τον τρόπο.

Ιστορία σημαντικών
πειραμάτων τηλεμεταφοράς

Υπάρχουν αρκετά σημαντικά πειράματα τηλεμεταφοράς που έχουν διεξαχθεί τις τελευταίες δεκαετίες.

1. Η πρώτη επιτυχημένη τηλεμεταφορά έγινε από μια αυστριακή ομάδα με επικεφαλής τον Anton Zeilinger το 1997. Στο πείραμα, οι ερευνητές μπόρεσαν να μεταφέρουν την κβαντική κατάσταση από το ένα φωτόνιο στο άλλο εμπλέκοντας δύο φωτόνια και μετρώντας το ένα από αυτά. Ο Αυστριακός φυσικός Anton Zeilinger τιμήθηκε το 2022 με το Νόμπελ φυσικής.

2. Ομάδα επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο του Ίνσμπρουκ της Αυστρίας, πέτυχε το 2004 την τηλεμεταφορά πληροφοριών που κωδικοποιήθηκαν σε κβαντικές καταστάσεις μεμονωμένων ατόμων. Η μέθοδός τους περιλάμβανε παγίδευση και εμπλοκή δύο ιόντων βηρυλλίου και τηλεμεταφορά των κβαντικών καταστάσεών τους σε μικρή απόσταση.

(Η κβαντική εμπλοκή είναι ένα φαινόμενο στην κβαντομηχανική όπου δύο ή περισσότερα σωματίδια συσχετίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε η κατάσταση ενός σωματιδίου να μην μπορεί να περιγραφεί ανεξάρτητα από την κατάσταση των άλλων σωματιδίων).

3. Το 2008, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο τηλεμετέφεραν κβαντικές πληροφορίες σε όλη την πόλη του Τόκιο σε απόσταση αρκετών χιλιομέτρων. Η κβαντική τηλεμεταφορά μέσω οπτικών ινών επέτρεψε στην ομάδα να στείλει σε μακρινή απόσταση φωτόνια σε κβαντικό εναγκαλισμό.

4. Το 2015, ομάδα ερευνητών από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) των ΗΠΑ, μετέφερε κβαντικές πληροφορίες, μέσω καλωδίου 100 χλμ. οπτικών ινών, τέσσερις φορές πιο μακριά από ό,τι ήταν προηγουμένως ήταν δυνατό.

Με απλά λόγια, το μήνυμα δεν χρειάζεται να «τρέξει» για να φτάσει στον παραλήπτη από τον αποστολέα, απλά υπάρχει και διαβάζεται!

Μαγεία υψηλών δονήσεων

Πολλοί χαρακτηρίζουν την Κβαντική Φυσική ως «Μαγεία υψηλών δονήσεων» ή ως την «Επιστήμη του Θεού», καθώς επί της ουσίας δεν εξηγεί μόνο τον γνωστό στις αισθήσεις μας κόσμο, αλλά και τον μεταφυσικό.

Ας μην ξεχνάμε ότι ακόμα και η ύπαρξη του Θεού έχει αποδειχτεί με κβαντικούς όρους από τον μεγαλοφυή Αυστριακό μαθηματικό και φιλόσοφο Κουρτ Γκέντελ (Kurt Gödel), με την περίφημη «Οντολογική Απόδειξη». (Για κάποιο λόγο που δεν έχει εξηγηθεί, στα debate με τους άθεους που χρησιμοποιούν την Επιστήμη για να πείσουν για τις ιδεοληψίες τους όλοι ξεχνούν να αναφέρουν τον Γκέντελ).
ν

Ο Αυστριακός μαθηματικός και φιλόσοφος Κουρτ Γκέντελ (1906-1978) έχει αποκληθεί «δεύτερος Αριστοτέλης», για το Θεώρημα της Μη Πληρότητας. Wikimedia Commons

ν

Πιο γρήγορα από το φως

Όπως είπαμε, η νέα τεχνολογία έχει ως βάση της την κβαντική διεμπλοκή, όπου δύο σωματίδια συνδέονται ανεξάρτητα από την απόσταση που υπάρχει μεταξύ τους.

Το ένα σωματίδιο θα επηρεάσει στιγμιαία την κατάσταση του άλλου, έτσι ώστε τα σωματίδια δεν χρειάζεται να μεταφερθούν φυσικά προκειμένου να δράσουν.

Με άλλα λόγια, το συγκεκριμένο φαινόμενο παραβιάζει το όριο της ταχύτητας του φωτός!

Αν για παράδειγμα κάποιος μπορούσε να μεταφερθεί στο διπλανό γαλαξία, με τα μέχρι τώρα δεδομένα και με βάση την ταχύτητα του φωτός θα επικοινωνούσαμε μαζί του σε περίπου 2 εκατομμύρια χρόνια!

Τώρα όμως με τη χρήση των κβαντικών επικοινωνιών η σύνδεση μαζί του θα μπορούσε να γίνει σε χρόνο ντετέ!

Δεδομένου ότι όλα είναι… δεδομένα, (ή όπως έλεγαν παλιά οι Πυθαγόρειοι «όλα είναι αριθμοί»), όχι μόνο οι εικόνες, αλλά και το σώματα και ο εγκέφαλος, οι δυνατότητες που ξαφνικά εμφανίζονται για την ανθρωπότητα σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη και τους υπερυπολογιστές, είναι άπειρες και μη μετρήσιμες.

ν

ν

Ενώ οι κλασικές επικοινωνίες απαιτούν φως για να στείλουν δεδομένα περιορισμένου χρόνου, η κβαντική τηλεμεταφορά θα μεταδίδει εικονικά την πηγή πληροφορίας και τον προορισμό, περιοριζόμενη μόνο από τη φυσική ταχύτητα του συστήματος.

Βασικά ο μόνος περιορισμός θα είναι στο πόσο γρήγορα μπορούμε να μεταδώσουμε και όχι στο πόσο χρόνο θα χρειαστεί για να φτάσουν τα δεδομένα μας στον παραλήπτη.

Έτσι σε λίγα χρόνια αναμένεται να υπάρχουν κβαντικά δίκτυα που θα διαχειρίζονται, τεράστιες ποσότητες δεδομένων με ταχύτητες απλώς… «απόλυτες».

Φυσικά η απόλυτη μετάδοση άπειρων ποσοτήτων δεδομένων σημαίνει και άμεση τεχνολογική «εκτόξευση».

Γιατί η αύξηση των δεδομένων και της μετάδοσης τους είναι που φέρνουν την επιστημονική και την τεχνολογική πρόοδο.

Το επίτευγμα είναι τεράστιο γιατί ανοίγει «πόρτες» και για άλλα πράγματα πέραν των επικοινωνιών.

Στο μέλλον κάποια στιγμή θα λυθεί ακόμα και το πρόβλημα της μεταφοράς ανθρώπων σε εξωπραγματικές αποστάσεις που κι αυτό συναντάει το πρόβλημα του ορίου της ταχύτητας του φωτός.

Με λίγα λόγια αυτά τα οποία βλέπουμε στις καταπληκτικές αφηγήσεις επιστημονικής φαντασίας, Star Wars, Star Trek, Dune, Foundation, Rebel Moon κ.ά. μπορούν να γίνουν πραγματικότητα (και αυτό είναι μια ακόμα απόδειξη ότι η Φανταστική Λογοτεχνία και ο Κινηματογράφος αναφέρουν «περιέργως» πράγματα που κάποτε γίνονται πραγματικότητα).

Ακόμα και η παραβίαση του ορίου των «παράλληλων κόσμων» θα μπορούσε να είναι εφικτή κάποια στιγμή (μεταφορά σε «παράλληλη φέτα πραγματικότητας» παρόμοιας με την δική μας αλλά που σε κάποιο χρονικό σημείο ακολούθησε διαφορετική πορεία, π.χ. σε κάποια παράλληλη Γη οι Γερμανοί Ναζί κέρδισαν τον Β’ ΠΠ, ή η κρίση της Κούβας του 1962 κατέληξε σε πυρηνικό όλεθρο)!

Η νέα τεχνική της κβαντικής τηλεμεταφοράς επιτρέπει τη συμβίωση κβαντικών και κλασικών δικτύων και την κοινή χρήση της ίδιας υποδομής οπτικών ινών.

Έτσι, αντί να υπάρξει αναγκαστική πλήρης αναθεώρηση της σημερινής υποδομής του διαδικτύου, τα κβαντικά δίκτυα μπορούν να τοποθετηθούν σε στρώματα πάνω στα ήδη υπάρχοντα συστήματα, γεγονός που θα μειώσει σημαντικά το κόστος και την πολυπλοκότητα της εφαρμογής.

Ο Έλον Μασκ στην πρόσφατη συζήτησή του με την Άλις Βάιντελ, είπε ότι στόχος είναι να έχει σταλθεί επανδρωμένη πτήση στον Άρη μέχρι το 2029.

Πριν την κβαντική τηλεμεταφορά οι αστροναύτες θα έστελναν μηνύματα στην Γη για ότι συνέβαινε (συμβεί βασικά) στον «κόκκινο πλανήτη» και θα περίμεναν μερικά λεπτά για να λάβουν την απάντηση.

Όχι πλέον…

Στο βίντεο που ακολουθεί, ο Άγγλος φυσικός Μπράιαν Κοξ εξηγεί την κβαντομηχανική σε 60 δευτερόλεπτα.

ν

ν

 

---