Кто из нас не мечтал за секунду перемещаться между уютным домом и работой, минуя непогоду и толкучку в общественном транспорте? Телепорт, как обязательная составляющая любого научно-фантастического фильма, давно будоражит воображение людей. Разговоры о возможности его создания начались еще в прошлом веке, но кажется, что человечество так и не достигло значительного прогресса в этом вопросе. Действительно ли это так?

Первые предпосылки к тому, чтобы телепортация перестала быть просто мечтой, появились в 1993 году. Физик Чарльз Беннетт и команда исследователей IBM подтвердили, что возможна квантовая телепортация. Это не совсем перемещение тела в пространстве, но передача информации о состоянии тела между двумя точками. Для этого нужно сделать три простых шага.

Просканировать частицы телепортируемого объекта в точке А. Записать информацию о положении, моменте и собственном импульсе каждой частицы, из которой объект состоит (ВНИМАНИЕ! В ходе этой работы исходный объект будет уничтожен!).

Передать полученную информацию с чудо-компьютера в точке А на чудо-компьютер в точке B.

Надеяться, что машина в точке B с абсолютной точностью воссоздаст весь набор частиц телепортируемого объекта в нужном месте.

Если на третьем этапе что-то пойдет не так, скажем, одна из частиц воссоздастся на миллиметр правее нужного, телепортируемый объект «прибудет» измененным (если объект будет живым, возможны и физиологические или неврологические отклонения). Перспектива не из приятных. Поэтому ученые всего мира пока сосредоточены на перемещении фотонов — частиц энергии, переносящих свет. И в этом деле уже есть ряд успехов.

Телепортация в действии

Физики Калифорнийского технологического института (Caltech) вместе с двумя европейскими группами уже в 1998 году считали атомную структуру фотона, отправили эту информацию по 3,28 футам (около 1 метра) коаксиального кабеля и создали точную копию фотона на другой стороне.

При этом исходный фотон больше не существовал, как только появилась копия. В этом виноват Принцип неопределенности Гейзенберга, который гласит, что вы не можете одновременно знать местоположение и импульс частицы. Потому что сам процесс наблюдения за частицей изменяет ее состояние.

Но внимательный читатель спросит: «А как тогда вообще возможна телепортация хоть чего-то?» Ответ может показаться запутанным. Буквально. Именно явление, известное как запутанность, использовали физики Калифорнийского технологического института, доказывая, что для достижения квантовой телепортации требуется не менее трех фотонов: A — фотон, подлежащий телепортации; B — транспортирующий фотон; C — фотон, запутанный с фотоном B. Запутанность импульса двух частиц означает влияние их друг на друга, превосходящее расстояние. Импульс фотона B определяет импульс фотона C независимо от того, будет между ними расстояние в километр или в световой год. И эта связь между частицами, так называемый кубит данных, каким-то образом влияет на соседние частицы. Эйнштейн называл это явление «жутким дальнодействием».

Дальше — больше. Фотон B передает связанному с ним фотону C не только информацию о себе, но и часть данных о находящемся рядом фотоне А. Это позволяет создать точную копию фотона А. Но после замера фотон А все равно перестанет существовать в своей первоначальной форме, остается только информация о нем.

Все дальнейшие эксперименты действовали по тому же принципу, однако менялось количество телепортируемых фотонов и расстояние, на которое передавалась информация о них. В 2002 году исследователи из Австралийского национального университета успешно телепортировали лазерный луч. А в 2012 году исследователи из Университета науки и технологий Китая установили новый рекорд телепортации. Они телепортировали фотон на 60,3 мили (97 километров).

---

Транспортер на космическом корабле «Энтерпрайз».

С его помощью герои фильма «Звездный путь» перемещались со своего судна на поверхность планет.

---

Смогли с фотоном — сможем и с человеком?

Телепортация луча света, конечно, впечатляет, но телепортация человека на работу, минуя пробки и душные автобусы, пока что остается мечтой. Но давайте разберемся, почему это невозможно.

Во-первых, чтобы телепортировать человека, компьютеру нужно точно определить и проанализировать 1028 атомов, из которых состоит наше тело. А это более триллиона триллионов частиц. Специалисты из Лестерского университета подсчитали, что оцифрованные данные всех клеток человеческого тела составили бы астрономический объем — 2,6×1042 бит. Ни одна современная машина не способна обработать такой объем информации.

Во-вторых, чтобы осуществить мгновенную телепортацию, массив данных о частицах нужно передавать с помощью сверхкоротких импульсов, что потребует просто астрономических энергозатрат. Как указал Артур К. Кларк, английский писатель, футуролог, для того чтобы вызвать капитана Кирка из «Звездного пути», потребовалось бы больше энергии, чем есть в галактике звезд!

---

Во вселенной «Звездных врат» работает целая сеть телепортов.

С ее помощью герои могли телепортироваться на разные планеты галактик «Млечный путь» и «Пегас».

---

В-третьих, существует так называемый парадокс телепортации, который поднимает ряд морально-этических и даже законодательных проблем. Как мы выяснили, квантовая телепортация представляет собой уничтожение объекта в одной точке и создание его дубликата в другой точке. В каком-то смысле телепортация это акт убийства человека и последующее созидания его дубликата. Как относиться к этому дубликату? Так же, как и к его исходнику? Но ведь изначальное тело было буквально расщеплено на атомы! А если представить, что в момент телепортации произошел сбой, и тело не уничтожилось, но копирование и передача данных произошли, и теперь у вас два одинаковых человека! Кто из них настоящий? Интересная тема для обсуждения, которая в ближайшее время точно не будет актуальной.

Альтернативный способ телепортации

Если телепортация посредством расщепления объекта на атомы кажется вам недостаточно захватывающей, что насчет незабываемой прогулки через черную дыру? Обычно червоточины (если они существуют) соединяют отдаленные области пространства-времени. Два путешествия по цене одного!

Принцип работы снова завязан на квантовой запутанности: можно просто прыгнуть в одну черную дыру, выпрыгнешь в другой червоточине, запутанных между собой. Загвоздка в том, что черные дыры по природе своей не любят отдавать. Скорее всего, космический путешественник остался бы навсегда скрыт за горизонтом событий червоточины — поверхностью, через которую не может проникнуть никакой сигнал изнутри.

Однако в случае телепортации с помощью червоточин квантовая запутанность не только решение, но и проблема. Для образования запутанности объекты вначале должны находится в непосредственной близости. Но, насколько известно науке на данный момент, две черные дыры не могут располагаться рядом… в естественной среде их обитания. Американский физик-теоретик Леонард Сасскид и доктор философии из Китайской академии наук Ин Чжао утверждают, что в принципе не существует препятствий для лабораторной телепортации через червоточину. Но где найти лабораторию не просто с одной, но с двумя контролируемыми червоточинами?

Открытый финал

Приходим к выводу, что пока фотонам с телепортацией везет больше, чем людям. Но имеющиеся успехи ученых будоражат воображение и вселяют надежду. Осуществляемая сейчас телепортация одиночных электронов и атомов может обеспечить более быстрый обмен данными или привести к самому защищенному шифрованию в будущих квантовых компьютерах.

Как и со всеми технологиями, ученые, несомненно, продолжат совершенствовать основополагающие концепции телепортации. Возможно, в будущем человечеству больше не придется тратить млрд тонн бензина на путешествия по земле и млрд литров керосина на авиаперелеты. В Мировой океан перестанут стекать млн тонн нефти, а атмосфера очиститься от сотен млн тонн углекислого газа, которые ежегодно убивают нашу планету.

Главное, никогда не говорить «никогда», а время и пространство все расставят на свои места. Когда-нибудь появятся технологии генерации буквально «космических» объемов энергии, достаточных для осуществления телепортации. Изобретут специальные 3D-принтеры, которые смогут воссоздать точную копию телепортируемого человека. Возможно, получится установить пункты телепортации на другие планеты и их спутники. И звезды станут ближе.