ماکان نیوز | وب سایت خبری ماکان | اخبار دنیای دیجیتال و کامپیوتر
شاید این مطالب برایتان مفید باشد
25 آبان 1403 ساعت 19:28
تله پورت می‌تواند انسان را در لحظه از محلی به محل دیگر منتقل کند. اینکار همانند سفر در زمان عجیب به‌نظر می‌رسد؛ اما دانشمندان برای عملی کردن آن به دستاوردهای جذابی رسیده‌اند.
ایده تله فورت و جابه‌جایی فوری از مکانی به مکان دیگر همیشه در ذهن انسان وجود داشته است. ما دوست داریم بتوانیم در کسری از ثانیه به دور جهان برویم و یا حتی وارد ابعاد دیگر شویم. چنین موضوعی در کتاب‌ها و فیلم‌های علمی تخیلی بسیار استفاده شده است و البته همچنان نیز جذابیت دارد. هرچند نکته مهم اینجاست که ایده تله پورت فقط مخصوص فیلم‌ها نیست و از نظر علمی می‌توان انسان را تله پورت کرد.
تله پورت انسان به قدرت پردازشی فوق‌العاده زیاد نیاز دارد
ماجرا از سال ۱۹۹۳ شروع شد. زمانی که تیمی از پژوهشگران IBM مقاله‌ای را در رابطه با تله پورت کردن یک حالت کوانتومی (و نه یک جسم) منتشر کردند. پنج سال بعد تیمی از دانشمندان دانشگاه موسسه فناوری کالیفرنیا و دانشگاه ولز تصمیم گرفتند مقاله منتشر شده را به‌صورت عملی امتحان کنند. آنها می‌خواستند امکان تله پورت یک فوتون (ذرات حامل نور) را از طریق کابل‌های کواکسیکال بسنجند. کاری که فصلی جدید را در پیشرفت‌های علمی باز کرد.
همانند ماشین‌های پرنده و سفر در زمان، توانایی تله پورت نیز همچنان غیرممکن به‌نظر می‌رسد. گرچه دانشمندان کاملا متقاعد شده‌اند که یک دستاورد حیرت‌انگیز در زمینه فناوری رایانش کوانتومی می‌تواند تله پورت را به‌واقعیت تبدیل کند. تاکنون پیشرفته‌ترین آزمایش‌های تله پورت تنها بر فوتون‌ها متمرکز بوده‌اند.
از سال ۲۰۲۰ دانشمندان متوجه شدند که شاید بتوان الکترون‌ها را نیز تله پورت کرد. آنها می‌توانند حالت‌های کوانتومی خود را برای مدت طولانی‌تری حفظ کنند. در مرحله بعدی نیز مواد پیچیده‌تر قرار می‌گیرند. پس اگر ما بتوانیم ذرات نور و الکترون‌ها را در لحظه از نقطه الف به نقطه ب منتقل کنیم، آیا احتمال تله پورت اتم‌ها، مولکول‌ها، سلول‌ها و در نهایت انسان ها نیز وجود خواهد داشت؟ سوال مهم‌تر اینکه اگر انسان به‌توانایی تله پورت خود دست یافت، آيا باید اینکار را انجام دهد؟
اگر ذرات تشکیل دهنده بدن انسان بتوانند در مقصد دوباره به‌همان ترتیب پیشین جمع شوند، باز هم تضمینی وجود ندارد که فرد داوطلب همان انسان پیش از آزمایش باشد. رایانش کوانتومی بر پایه ایده‌های عجیبی مثل در هم‌تنیدگی است که ارتباط چندانی با فیزیک مورد استفاده در دنیای روزمره ما ندارد. ما در فیزیک نیوتونی با مواردی مثل جرم، نیرو و تاثیرات متقابل آنها سروکار داریم. گرچه درهم‌تنیدگی به دنیای مکانیک کوانتوم مربوط می‌شود. جایی که ماده و انرژی در مقیاس زیراتمی رفتارهای عجیبی از خود نشان می‌دهند.
خواص فیزیکی مثل مکان، تکانه، اسپین و قطبیدگی در ذرات درهم‌تنیده به‌صورت جادویی و فارغ از فاصله فیزیکی منتقل می‌شود. این اصل شگفت‌انگیز طبیعی یک کاربرد بسیار جذاب در رایانش کوانتومی دارد. کامپیوترهای امروزی بر پایه بیت‌های الکترونیکی هستد که می‌توانند یکی از دو حالت ۰ و ۱ را داشته باشند. گرچه رایانش کوانتومی بر پایه بیت‌های کوانتومی بنا شده است که به‌صورت همزمان دو حالت را حفظ می‌کنند. به چنین چیزی برهم‌نهی می‌گویند.
یک بیت کوانتومی می‌تواند دو محاسبه را به‌صورت همزمان انجام دهد. اگر شما دو بیت کوانتومی را از طریق درهم‌تنیدگی به همدیگر مرتبط کنید، قدرت محاسباتی نیز به‌شکل چشم‌گیری افزایش پیدا می‌کند.
آزمایش‌های انجام شده در این زمینه
گوگل در سال ۲۰۱۹ اعلام کرد که یک مدار کوانتومی توانسته محاسبه خاصی را در ۲۰۰ ثانیه انجام دهد. در حالی که انجام همان محاسبه توسط سریع‌ترین ابرکامپیوترهای موجود حدود ۱۰ هزار سال طول می‌کشیده است. رایانش کوانتومی به‌عنوان ابزاری برای پیشرفت مهندسی تله پورت انسان ضرورت دارد.
در میان پیشرفت‌های مختلفی که در زمینه تله پورت رخ داده است، می‌توان به دستاورد دانشمندان دانشگاه اینسبروک اتریش و موسسه ملی استاندارد و تکنولوژی آمریکا در سال ۲۰۰۲ اشاره کرد. آنها موفق شدند با استفاده از درهم‌تنیدگی کوانتومی ذرات را تله پورت کنند. این اولین‌بار بود که فرآیند تله پورت بدون ارتباط مستقیم بین ذره اولیه و نهایی انجام می‌شد.
در سال ۲۰۱۶ فیزیکدانان دانشگاه کالگاری در کانادا توانستند یک ذره را با استفاده از کابل‌های فیبر نوری به ۶ کیلومتر دورتر تله پورت کنند. یک سال بعد نیز چین از تله پورت کردن یک فوتون از زمین با ماهواره‌ای در فاصله ۱۴۰۰ کیلومتری زمین خبر داد.
البته شاید بتوان گفت که مهمترین چالش را پژوهشگران دانشگاه وین اتریش در سال ۲۰۱۲ پشت سر گذاشتند. آنها توانستند فوتون‌ها را از طریق هوا بین دو قطعه زمین در جزایر قناری اسپانیا انتقال دهند. در واقع اینبار خبری از انتقال ذرات با استفاده از کابل یا واسطه دیگری نبود. این دستاورد باعث شد که فناوری تله پورت به آنچه که در فیلم‌های علمی تخیلی می‌بینیم نزدیکتر شود.
دانشمندان می‌توانند علم تله پورت را بر پایه یک نیروی اسرارآمیز قرار دهند که ذرات دور و جداگانه را هماهنگ می‌کند. این نیرو به دو فوتون اجازه می‌دهد که با وجود فاصله زیاد حالت کوانتومی یکسانی داشته باشند. پاول دیویس، استاد فیزیک تئوری و اخترشناسی از دانشگاه آریزونا با یک مثال ساده این مسئله را توضیح می‌دهد. سه ذره الف، ب و ج را تصور کنید.
فکر کنیم که ب و ج درهم‌تنیده هستند و شما می‌خواهیم خواص فیزیکی ذره الف را به ج انتقال دهید. اول از همه شما ذره الف و ب را در هم تنیده کرده و سپس خواص فیزیکی هر دو را اندازه‌گیری می‌کنید. شما اندازه‌گیری‌ها را به ج می‌فرستید. متوجه می‌شوید که آنچه در الف وجود داشت، اکنون در ج نیز وجود دارد. در حالیکه اصلا الف و ج به‌صورت مستقیم با هم در ارتباط نبوده‌اند. به‌بیانی دیگر الف به ج تله پورت شده که یعنی حالت کوانتومی بین آنها انتقال یافته است.
مشکلات پیش‌روی تله پورت انسان
در حال حاضر دانشمندان هنوز نتوانسته‌اند در زمینه بهترین روش برای انتقال حالت کوانتومی به توافق برسند. آزمایش‌هایی با استفاده از کابل کواکسیکال، فیبر نوری و هوا انجام شده است؛ اما برخی امواج رادیویی و یا خلاء در فضا را گزینه‌های بهتری می‌دانند.
برخی پژوهشگران احتمال می‌دهند که راز ارتباط بین ذرات درهم‌تنیده در عملکرد موجی بین آنها باشد. این ذرات فازهایی دارند که می‌توان آنها را به امواج درون یک اقیانوس تشبیه کرد. یک مسئله عجیب دیگر نیز در رابطه با اطلاعات کوانتومی درهم‌تنیده وجود دارد. اگر یک حالت کوانتومی به یک ذره در هم تنیده داده شود، حالت کوانتومی در ذره اول نابود خواهد شد. دانشمندان برای حل این مشکل نیز به اتفاق نظر نرسیده‌اند.
برخی دانشمندان تصور می‌کنند که در این حالت تله پورت انسان بسیار خطرناک خواهد بود. چراکه نسخه اولیه نابود می‌شود. این در حالی است که مسائل اخلاقی مرتبط را کاملا نادیده بگیریم. حتی اگر همه این مسائل حل شوند، باز هم یک مشکل بسیار مهم دیگر در این زمینه وجود دارد. بدن انسان تقریبا دارای ۲۷ ۱۰ اتم است. هرکدام از این اتم‌ها از پروتون، نوترون و الکترون‌هایی تشکیل شده‌اند. همچنین هرکدام از آنها نیز دارای ذرات زیراتمی کوچکتری مثل کوارک‌ها و میون‌ها هستند. هرکدام از آنها هم حالت کوانتومی خاص خود را دارند.
تصور کنید چه‌میزان حالت کوانتومی باید پردازش شود تا بتوانیم یک انسان را به‌صورت کامل و دقیق از نقطه الف به نقطه ب تله پورت کرد. تا پیش از آشکار شدن توانایی‌های مکانیک کوانتوم، اکثر نویسندگان علمی-تخیلی تصور می‌کردند که در تله پورت ذرات از همدیگر جدا شده، به مکان دیگری انتقال پیدا می‌کنند و سپس مجددا در کنار هم قرار می‌گیرند.
درهم‌تنیدگی کوانتومی نشان داد که ما ماده را منتقل نمی‌کنیم، بلکه در عوض داده‌های مربوط به ویژگی‌های شکل‌دهنده به یک حالت کوانتومی خاص را انتقال می‌دهیم. در واقع این اطلاعات و نه ماده است که حیات را می‌سازد. اتم‌هایی که درون شما هستند هیچ تفاوتی با اتم‌های درون یک صخره یا توپ بازی ندارند. تفاوت تنها در تعداد و نحوه چینش ذرات است. همین نیز نحوه تعامل آنها را با یکدیگر تعیین می‌کند.
اگر انسان روزی بتواند به‌دستاوردی بزرگ در زمینه رایانش کوانتومی برسد، آیا می‌توان با یک اسکن ساده وضعیت کوانتومی تک‌تک ذرات بدن را متوجه شد و آنها را همچون ضمیمه یک ایمیل به‌نقطه دیگری فرستاد؟ اصل عدم قطعیت به‌ما اجازه نمی‌دهد که سرعت و مکان یک ذره را به‌صورت همزمان بدانیم. به همین‌خاطر هرچقدر هم اندازه‌گیری حالات کوانتومی ذرات بدن انسان دقیق باشد، نمی‌توان به قطعیت ۱۰۰ درصدی رسید.
همین نیز سبب شده که احتمال‌های مختلفی برای تله پورت انسان مطرح شود. شاید شما بدون هیچ مشکلی تله پورت شوید. فقط اینکه دفعه بعد که سر میز شام می‌نشینید متوجه شوید از غذایی که بدتان می‌آمد اکنون خوشتان می‌آید. هرچند اگر دقت کار کمی پایین‌تر باشد، ممکن است فاجعه رخ دهد و بدن انسان نتواند دوباره حالت قبلی خود را به‌دست آورد.
حتی پس از حل کردن این مشکل نیز یک چالش فلسفی در برابر شما قرار می‌گیرد. آیا اتم‌های بدن و حالت‌های کوانتومی آنها انسان را تعریف می‌کنند؟ جان کلاسر در سال ۲۰۲۲ به‌‌خاطر کار روی درهم‌تنیدگی کوانتومی جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد. او مسئله را به‌شکل جالبی مطرح می‌کند.
تصور کنید به‌شما می‌گویند وارد یک جعبه خاص شوید. در این جعبه تمامی اتم‌های بدن شما جدا خواهند شد و بدنتان نابود می‌شود. در واقع شما به قتل می‌رسید. همچنین به‌شما گفته می‌شود که بعدا نسخه دیگری از شما راه خواهد رفت و زندگی را ادامه می‌دهد. آیا چنین کاری انجام می‌دهید؟ این معنی تله پورت انسان به مکانی دیگر است.
منبع
