Es gibt eine Frage, die viele Physiker wach hält: Wenn wir subatomare Teilchen teleportieren können, warum könnten wir das nicht auch mit komplexeren Objekten wie dem menschlichen Körper tun? Der menschliche Teleportation ist zur letzten Grenze von geworden Quantenphysik, ein Bereich, in dem sich Realität und Science-Fiction oft vermischen.
Es gibt nur ein ganz kleines Problem: unseren Körper enthält etwa 10^27 Atome, jedes mit seinem eigenen Quantenzustand, eine viel mehr als gigantische Herausforderung. Theoretisch ist es jedoch nicht unmöglich.
Der Grundstein der menschlichen Teleportation
Era Die 1993 wenn ein Forscherteam aus IBM in der Zeitschrift veröffentlicht Physical Review Letters eine revolutionäre Studie: Das hatten sie bewiesen Quantenteleportation war möglich. Dabei ging es nicht darum, physikalische Objekte zu bewegen, sondern um die Übertragung von Quantenzuständen. Fünf Jahre später, in 1998, die Physiker von California Institute of Technology und "Universität von Wales Sie setzten diese Theorie in die Realität um, indem sie a teleportierten Photon durch das einem Meter von Koaxialkabel.
Diese frühen Experimente ebneten den Weg für immer bedeutendere Fortschritte. in 2002, Wissenschaftler ausUniversität Innsbruck und National Institute of Standards and Technology Den Amerikanern ist es gelungen, Teilchen mittels Quantenverschränkung zu teleportieren, ohne dass es eine direkte Verbindung zwischen Start- und Ankunftspunkt gibt.
in 2016, die Physiker vonUniversität Calgary Sie gingen noch einen Schritt weiter und teleportierten ein Teilchen über 6 Kilometer von Glasfaserkabeln in der Stadt. Im folgenden Jahr, in 2017stellte ein chinesisches Team einen neuen Rekord auf, indem es ein Photon von der Erde zu einem umlaufenden Satelliten teleportierte über 300 Kilometer hoch. Es ist immer noch ein Photon, aber mit 20 hat es einen langen Weg zurückgelegt.
Der am weitesten fortgeschrittene Schritt
Bisher, wie erwähnt, die Experimente Fortgeschrittenere Teleportationssysteme basieren jedoch auf Photonen in 2020 Wissenschaftler haben herausgefunden, dass es möglich sein könnte, sich zu teleportieren auch Elektronen, die in der Lage sind, ihre Quantenzustände über längere Zeiträume aufrechtzuerhalten.
Wird also als nächstes der Transport komplexerer Materie anstehen? Wenn wir Lichtteilchen und Elektronen augenblicklich von Punkt A nach Punkt B bewegen können, könnten wir ganze Atome, Moleküle und lebende Zellen teleportieren und schließlich ein paar mutige menschliche Testpersonen? Ich habe meine Zweifel.
Die entscheidende Rolle der Quantenverschränkung
Quantenverschränkung ist das Schlüsselphänomen, das die menschliche Teleportation ermöglichen könnte. Wie der Kosmologe und theoretische Physiker erklärt Paul Davies, Direktor des Jenseits des Zentrums für grundlegende Konzepte der Wissenschaft dell 'Arizona State UniversityEs handelt sich um eine mysteriöse Verbindung, die die physikalischen Zustände entfernter Teilchen synchron hält.
In der Praxis bedeutet dies, dass zwei Photonen auch dann einen einzigen Quantenzustand bilden können, wenn sie weit voneinander entfernt sind. Albert Einstein Er nannte dieses Phänomen „gruselige Fernwirkung“, weil es gegen die Prinzipien der klassischen Physik zu verstoßen schien.
Der Prozess der Quantenteleportation beinhaltet drei Teilchen: Wenn zwei von ihnen „ineinander verschlungen“ sind, ist es möglich, die physikalischen Eigenschaften vom ersten auf das dritte Teilchen zu übertragen, ohne dass sie jemals in direkten Kontakt kommen. Es ist so, als würden sich Informationen augenblicklich von einem Punkt zum anderen teleportieren. Bis zur Teleportation eines Sandkorns ist es jedoch noch ein weiter Weg. Stellen Sie sich vor, Sie teleportieren eine Person.
Die Herausforderungen der menschlichen Teleportation
Die Komplexität des menschlichen Körpers stellt die größte Herausforderung dar. Da alle Atome, aus denen wir bestehen, wiederum aus Elektronen, Protonen und Neutronen bestehen und jedes subatomare Teilchen seinen eigenen Quantenzustand hat, ist die Menge der zu verarbeitenden Informationen (im wahrsten Sinne des Wortes) astronomisch.
Ganz zu schweigen von meiner Leidenschaft, der Ethik. Der Nobelpreis Johann Clauser Wirft in diesem Sinne zwei grundlegende Fragen auf: Wenn der Prozess der Teleportation die Zerstörung des Originals erfordert, um eine perfekte Kopie zu erstellen, können wir ihn dann wirklich als Teleportation betrachten? Und vor allem: Wäre diese Kopie immer noch „wir“?
Heisenbergs Unschärferelation fügt eine weitere Komplikation hinzu: ist unmöglich gleichzeitig die Position und Geschwindigkeit eines Teilchens mit absoluter Präzision kennen. Das bedeutet, dass, egal wie genau der Scan unseres Quantenzustands auch sein mag, Eine 100-prozentige Wiedergabetreue werden wir nie erreichen. Es sei denn, es gibt Entdeckungen, die wir uns heute noch nicht einmal vorstellen können.
Jenseits der Grenze des Möglichen
Trotz dieser scheinbar unüberwindbaren Herausforderungen eröffnen Fortschritte im Quantencomputing neue Möglichkeiten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Computern, die auf elektronischen Bits mit zwei möglichen Zuständen (0 oder 1) basieren, verwenden Quantencomputer Qubits, die in beiden Zuständen gleichzeitig existieren können.
Ein Qubit kann zwei Berechnungen gleichzeitig durchführen, und durch die Verbindung mehrerer Qubits durch Quantenverschränkung erhöht sich die Rechenleistung exponentiell. Um Ihnen eine Vorstellung zu geben, in 2019 Google hat gezeigt als ein Quantenschaltkreis Es könnte eine Berechnung in weniger als dreieinhalb Minuten durchführen, für die der schnellste existierende Supercomputer 3 Jahre gebraucht hätte.
Diese Rechenleistung könnte der Schlüssel zur Bewältigung der technologischen Herausforderungen der menschlichen Teleportation sein. Aber selbst wenn wir alle technischen Probleme lösen könnten, bliebe eine grundlegende Frage: Sind die Atome in unserem Körper und ihre Quantenzustände wirklich alles, was uns zu dem macht, was wir sind?
