영화에서 내가 가장 좋아하는 장면 중 하나 인 Galaxy Quest - 스타 트렉 에게 풍자적 인 연애 편지 그리고 영화 내에서 가상의 TV 시리즈의 배우 인 Jason이 괴물 같은“돼지 도마뱀”을 맞이하는 실제 외계인 행성에 좌초 된 팬이 짜증나는 팬입니다. 배에 탑승 한 그의 승무원은“디지털 컨베이어”를 사용 하여만 그를 구할 수 있습니다. Jason을 탑승시키기 전에 그들은 먼저 다른 것에 대한 컨베이어를 시험해보기로 결정했습니다.
무엇이 잘못 되었습니까? 양자 물리학의 복잡성에 이르기까지
geekerati 사람들이 선호하는 초강대국 선택에 대한 인기있는 토론 주제 인 모집. 벽을 걷고 싶습니까? 엑스레이 비전이나 수퍼 강도가 있습니까? 당신은 약간의 텔레파시를 위해 hanker합니까? 저에게는 아무런 질문도 없었습니다. 순간 이동을 선택했습니다. 교통 체증, 공항 보안 라인 및 혼란스러운 군중으로 배제 할 수있는 전망은 즉시 선택한 목적지로 이송되는 것을 선호하는 것은 스릴이 있습니다.
순간 이동은 일반적으로 한 지점에서 물체를 비질질 화하고 정확한 원자 구성의 세부 사항을 다른 위치로 보내는 것이 포함되며,이 정보는 정확한 복제본을 구성하는 데 사용될 수 있습니다. 어떤 의미에서, 우리는 항상 고전적인 역학을 사용하여 거시적으로 정보를 순간 이동합니다. 평균 팩스 기계를 생각하십시오. 아아, 우리가 양자 수준으로 내려 오면 상황이 조금 더 복잡해집니다.
오랫동안 물리학 자들은 양자 순간 이동이 불가능하다고 가정했습니다. 돼지 도마뱀과 같은 물체를 순간 이동 시키려면 원자 구조에 대한 정확한 정보를 얻으려면 스캔해야합니다. 그러나 객체가 정확하게 스캔 될수록 스캔하는 과정에 의해 더 많이 방해됩니다. 우리는 입자를 어떤 식 으로든 변경시키지 않으면 서 입자를 측정 할 수는 없으며, 대형 돼지 도마뱀을 구성하는 모든 단일 아 원자 입자를 신경 쓰지 마십시오. 따라서 순간 이동을 통해 다른 위치에서 정확한 사본을 작성하는 데 필요한 모든 정보를 어떻게 추출 할 수 있습니까?
1993 년 찰스 베넷 (Charles Bennett)이라는 IBM 물리학 자와 그의 동료들은 아인슈타인조차도“으스스한”이라고 불리는 입자들 사이의 이상한 연결 인 Quantum Entanglement를 사용 하여이 근본적인 한계를 해결하는 방법을 알아 냈습니다. 그들의 방법은 3 개의 입자를 포함한다 :순간 이동할 입자 (a)와 얽힌 다른 입자 쌍 (b 및 c). 먼저 B와 C는 얽히고 별도의 위치로 보내집니다. B는 A와 상호 작용하고 A의 정보가 B로 전송됩니다. B는 여전히 C와 얽히기 때문에 B로 전송 된 모든 정보는 물리적 시공간에 해당 정보를 전송할 필요없이 C로 자동으로 전송됩니다. C는 본질적으로 새로운 위치에서 A로 변합니다.
아,하지만 캐치가 있습니다 :원래 물체는 그 과정에서 파괴되어야합니다. B를 스캔하면 그 상호 작용은 후자의 특성을 변경합니다. A는 더 이상 똑같은 상태에 존재하지 않습니다. C는 이제 원래 상태에서 유일한 입자입니다. 나는 빅뱅 이론의 쉘든 쿠퍼를 보자 설명 :
1997 년 오스트리아 물리학 자들은 탁상을 가로 질러 단일 광자 (기술적으로 해당 광자에 대한 정보)를“순간화”하여 반대편에 정확한 사본을 재현했습니다. 2003 년 까지이 기술은 스위스 제네바 대학교 (University of Geneva)의 과학자들이 광섬유 케이블을 통해 1.2 마일 떨어진 광자를 순간 이동시킬 수 있도록 충분히 개발되었습니다. (작년에 설정된 현재의 거리 기록은 89 마일입니다.) 지난 달 덴마크 물리학 자들은 레이저 라이트를 통해 가스 원자의 두 구름 사이에 정보를 성공적으로 순간 이동했습니다.
이것은 양자 암호화와 같은 것들, 얽힌 광자를 두 개의 먼 당사자 사이의 안전한 의사 소통 방법으로 사용하는 것과 같은 것입니다. "메시지"의 견고한 사본이 전송 될뿐만 아니라 차단 될 가능성이 없을뿐만 아니라 누군가가 데이터 스트림을 도청하려고하면 광자의 양자 상태를 변경하여 두 당사자에게 커뮤니케이션 채널이 손상되었음을 알립니다.
2001 년 덴마크의 연구원들은 각각 수 밀리미터로 분리 된 각각 약 1 조의 원자를 함유 한 가스 구름을 얽힌 데 성공했습니다. 다른 것이 시스템과 상호 작용하는 한 얽힘이 지속되기 때문에 이것은 까다 롭습니다. 예를 들어 공기 중 단일 질소 분자와의 한 충돌 (예 :시스템“디코 히어”와 얽힘이 손실된다. 그렇기 때문에 양자 순간 이동 시스템은 얽힌 쌍을 분리하기 위해 큰 고통을 겪어야합니다.
현실 점검은 다음과 같습니다. 평균 인체에는 약 10 개의 원자가 또는 1 조 2 조 달러 이상이 포함되어 있습니다. 두 개의 입자를 얽힌 상태로 유지하려면 많은 노력이 필요합니다. 간섭으로 인해 몇 개 이상의 원자가 함께 진동하여 완벽하게 동기화되도록하는 것은 매우 어렵습니다. 실제 세계에서는 물체가 환경과 끊임없이 상호 작용하며 해독이 즉시 발생합니다. 양자 얽힘을 통해 내 몸의 모든 단일 원자에 대한 정보를 순간 이동 시키려고한다면, 디코 언어는 즉시 물건을 긁을 것입니다. 나는 돼지 도마뱀뿐만 아니라 운이 좋을 것입니다.
그렇기 때문에 매일 아침 신선한 크루아상을 위해 파리로 순간 이동하는 꿈이 이루어지지 않을 것입니다.
Jennifer Ouellette는 과학 작가이며 의 저자입니다. 미적분기 일기 <> 및 다가오는 나, 나 자신과 이유 :자기 과학을 찾고자. 트위터 @jenlucpiquant에서 그녀를 팔로우하십시오.
