Забавный разговор о телепортации

Я выступил с докладом в Научно-Фантастический Клубе Rehovot 31-го января о квантовой телепортации и другие сумасшедшие вещи. Меня попросили попытаться выписать первую часть моего разговора, где я рассмотрел то, что означает «телепортация» и как трудно это может быть действительно. Я не утверждаю этого быть категоричным по вопросу, просто мои мысли об этом. Мои собственные исследовательские интересы действительно лежат с фундаментальными квантовыми явлениями, и вне той области я так же вероятен споткнуться как другой.

Для начала давайте зададим вопросом, что мы могли бы подразумевать под термином “телепортация”. В конце концов, если кто-то приходит к вам и скажет, “смотрите, я, наконец, сделал это! Я нашел способ как телепортироваться…”, мы хотели бы узнать, говорили ли мы даже на одном языке. Хорошо, так что я видел Star Trek ®, таким образом, я полагаю, что могу попробовать определять его:

Телепортация является своего рода мгновенной “бестелесный” транспорт.

Теперь ждите секунда, я не могу купить это! Теория Эйнштейна относительности – и много десятилетий экспериментальных данных поддерживает его к рукоятке – говорят, что самая быстрая скорость – скорость света. Если мы берем это в качестве части нормативной науки тогда, мы оказываемся перед необходимостью изменять наше определение немедленно:

Телепортация является своего рода “бестелесный” транспорт.

(По крайней мере, на данный момент.)

Хорошо это немного лучше, но я был довольно неопределенен тем, под чем я подразумеваю распущенный. Возможно, я должен позволить фигуре ниже быть нашим лучшим справочником по тому, что это могло бы означать:

Я предполагаю, когда я думаю об этом определении на некоторое время, я начинаю понимать, что у нас уже есть много примеров телепортации вокруг нас каждый день:

  • телефон: транспортирует звуковые волны, как электричество.
  • факс: транспортирует изображение.
  • World Wide Web (Всемирная паутина): …

Ну, считается ли выше упомянутые как телепортация? Они действительно копируют процессы. Они оставляют звук, изображение, что-у-вас сзади и отправить копию съемки через пространство в каком-то бестелесным образом. Хммм, мы должны купить это? Они не оставляют копию позади в нашей любимой телепередачи. Ну, может быть, это как раз то, что они делают. У них есть какая-то машина, которая измеряет положения и скорости и типы атомов в течение всего человека, а затем отправить эту информацию (скажем, с помощью радиоволн) в том месте, где тело реконструированного другой машиной. Ну, по телевизору они также узнали, как воссоздать человека от информации, по-видимому, без машины, чтобы получить его. (Одна вещь, в тот момент, пожалуйста!)

Что относительно оригинала? Ну, возможно машина, которая измеряет все те атомы, должна нарезать человека обособленно, чтобы сделать это. Я предполагаю, что это было бы похоже на машину фотокопии с лампой вспышки, которая была установлена слишком горячая (испаряя оригинал). Это не было бы абсолютным требованием. Как только кто-то разработал, как построить более мягкий процесс копирования, они могли оставить оригинал. Они хотели бы? Душа была бы скопирована? Копия должна была бы все еще заплатить налоги, если бы оригинал был все еще вокруг? Я предполагаю, что не могу ответить на каждый неотложный вопрос.

Естественно, если бы мы могли когда-либо узнать, как сделать это, мы могли бы найти новые области исследований, как “экспериментальной религии.” Кто знает?

О каком количестве информации мы говорим так или иначе? Видимый человеческий проект Американским Национальным институтом здравоохранения требует около 10 гигабайт (это около 10^11 = 100,000,000,000 “битов” или да / нет ответов, это около десяти компакт-дисков), чтобы дать полные трехмерные детали человека вплоть до одного миллиметра размер в каждом направлении. Если мы забываем о распознавании атомов и измерении их скоростей и просто масштабируем это к разрешению одно атомарной длины в каждом направлении, это около 10 ^ 32 бит (один с последующим тридцати двух нулей). Это так много информации, что даже с лучшими оптическими волокнами мыслимо было бы взять более ста миллионов веков передавать всю эту информацию! Было бы легче ходить! Если мы собрали всю эту информацию в CD-ROM, он будет вписываться в куб почти 1000 километров на стороне! Достаточно сказано?

Эй, но ты все требуешь там “Что насчет принципа неуверенности, ты можешь действительно измерить вещи так точно?” Квантовая теория говорит нам, что точность, с которой мы можем измерить положение и скорость любой частицы, ограничена очень простой формулой:

                                                                         неопределенность в скорости
  неопределенность в положении х       ————————-
                                                                                       скорость света

                                                                         миллион радиуса атома водорода
                                                         >     ————————————————
                                                                         масса частицы / масса водорода

Если мы хотим измерить каждый атом в пределах типичного размера атома это означает, что скорости будут неопределенными около 300 метров в секунду (скажем если частица весит столько же, сколько обозначает атом водорода).

Это кажется быстрым, но это не настолько плохо. Обычное покачивание наших атомов из-за нас являющийся при комнатной температуре больше, чем это фактором три или больше. Другими словами, принцип неуверенности, кажется, не слишком строг с точки зрения того, как хорошо мы можем измерить те атомы.

Конечно, это не все. Что относительно “квантового состояния” тех атомов? Имеет значение, в каких энергетических уровнях они – все? У химических реакций должна быть эта информация, чтобы работать, как только мы повторно собираем атомы, чтобы сделать человека? Ну, мое лучшее предположение нет! Как лучшее предположение ряда других ученых, я спросил также. Но это – едва категорический ответ. Я предполагаю то, что имеет тенденцию убеждать меня, что подробное квантовое состояние не важно, чтобы разобраться, когда Вы хотите скопировать человека и сделать нового из частичной информации, то, что люди обычно идут в больницы для NMR (ядерный магнитный резонанс) и ESR (электронный резонанс вращения) сканирует то что внутри человека. Эти процедуры смешиваются квантовые состояния, по крайней мере, некоторого большого числа атомов и ядер людей сканируемых, но это, кажется, не беспокоить их аппетиты (что делает их до сих пор человек в моей книге). Таким образом, здесь снова квантовая природа наших атомов и молекул как представляется, не исключает метод копирования для телепортации.

Чистый объем информации включил, хотя все еще испуг ума! Возможно, мы должны начать с чего-то меньшего…

Samuel L. Braunstein, schmuel at cs.york.ac.uk

 Отзывы приветствуется.

Источник: http://www-users.cs.york.ac.uk/~schmuel/tport.html

Leave a Reply