Empfohlen 2019

Tipp Der Redaktion

NCBI ROFL: Der politisch falsche Nasenjob.
Blutsauger
Kennedys neues Buch über angebliche Gefahren von Thimerosal

Wird eine menschliche Teleportation jemals möglich sein?

Anonim

Star-Trek-artige Teleportation ist nicht so verrückt, wie es sich anhört, obwohl sie von komplizierten Quanteninformationssystemen abhängen würde, wie sie vom Physiker Alex Kuzmich entwickelt wurden.

Paramount / Everett-Sammlung

In letzter Zeit scheint es so, als ob die Welt der Forschung ein Vollgas-Spiel mit der Frage „Welche Supermacht würden Sie wählen?“ Eingeführt haben. Für diejenigen, die Unsichtbarkeit wünschen, entwickeln Ingenieure exotische Materialien, die das Licht eines Objekts völlig aus dem Blickfeld biegen können. Für angehende Telepathen arbeiten Neurobiologen daran, die Gehirnwellenmuster einer Person zu lesen und in den Kopf einer anderen Person zu übertragen.

Mein persönlicher Favorit ist jedoch die vielleicht unerhörteste Fantasy-Kraft von allen: Teleportation, die Fähigkeit, ohne Reisen anzukommen. Stellen Sie sich vor, Sie könnten aus Ihrem Wohnzimmer entmaterialisieren und im nächsten Moment in Venedig, im Amazonas-Regenwald oder in den Ringen von Saturn (natürlich in einem passenden Raumanzug) auftauchen. Die Idee ist so verführerisch, dass sie seit den Anfängen von Star Trek und Doctor Who ein fester Bestandteil der Science Fiction ist, aber sie scheint auch eine Beleidigung des gesunden Menschenverstandes zu sein.

Alex Kuzmichs Quanteninformationssystem.

Gary Meek / Georgia Tech

Glücklicherweise regiert der gesunde Menschenverstand nicht die Regeln der Quantenphysik, wie ein kurzer Artikel aus dem Jahr 1993 mit dem Titel eines Titels zeigt: "Teleportieren eines unbekannten Quantenzustandes über duale Klassiker und Einstein-Podolsky-Rosen-Kanäle." Ein Team um Charles Bennett vom IBM TJ Watson Research Center demonstrierte, wie zwei Teilchen auf eine bestimmte Weise miteinander verbunden werden können und auch bei großen Entfernungen miteinander verbunden bleiben.

Diese Verbindung, bekannt als Quantenverschränkung, hat eine bemerkenswerte Kraft. Es ermöglicht jemandem, der eines der Partikel besitzt, sofort einen Teil der Informationen - den "unbekannten Quantenzustand" im Titel der Zeitung - an einen anderen Benutzer zu senden, der das andere Partikel hält. Aufgrund dieser seltsamen Quantenverbindung gehen die Informationen von einer Person zur anderen, ohne zwischen ihnen physisch zu wechseln. Es kommt ohne zu reisen.

Das Verschieben von Informationen von einem Partikel zu einem anderen hört sich möglicherweise nicht viel nach „Scotty, Energie“ an, im Grunde handelt es sich jedoch um zwei Versionen desselben Prozesses. Jedes Atom im Körper von Captain Kirk ist ein Datensatz (Atomtyp, Ort, Energiezustand usw.). Der Kapitän als Ganzes ist nur eine riesige Sammlung dieser Datensätze. Teleportieren Sie alle relevanten Informationen auf die Oberfläche eines Planeten und Sie können Kirk genau so erstellen, wie er sich an Bord des Schiffes befunden hat.

Vielleicht. Die Teleportationstechnologie hat sich seit 1993 rasch weiterentwickelt und wird jetzt im Labor getestet. Wie die Besatzung der Enterprise immer wieder feststellte, ist die Teleportation von Menschen schwer richtig und leicht falsch zu machen. Es gibt möglicherweise bessere und einfachere Wege, um diese Art von Supermacht zu erreichen.

Die iRobot Corp. stellt den Ava 500 her, einen Roboter, mit dem sich Mitarbeiter aus weitem Abstand miteinander verbinden können.

ich Roboter

Melden Sie sich an einem Quantum-Computer an

Selbst eine begrenzte Form der Teleportation könnte eine Offenbarung sein. Physiker arbeiten hart an der Entwicklung eines Quantencomputers, einer verwandten Technologie, die Informationen mithilfe von einzelnen Atomen oder Partikeln anstelle von Transistoren verarbeitet. Ein solcher Computer könnte herkömmliche Prozessoren bei bestimmten Berechnungsarten erheblich übertreffen: beispielsweise das Knacken von Codes und das Lösen komplexer Gleichungen.

Spannender könnte ein Quantencomputer zu ersten vollständig realistischen Simulationen von Quantenphänomenen führen. Die gesamte Biologie, Chemie und Nanotechnologie arbeiten grundsätzlich auf Quantenebene. Diese Prozesse unter ihren eigenen Bedingungen verstehen zu können, wäre ein großer Sprung.

Teleportation ist eine Schlüsseltechnologie für die Quantenverarbeitung, da Sie damit die vom Computer erzeugten Informationen extrahieren können, ohne den Rest des Systems zu stören. Keine Teleportation, keine Ergebnisse. Letztes Jahr demonstrierte ein Team um den Physiker Alex Kuzmich, damals am Georgia Institute of Technology, eine praktische Form der Informationsteleportation, indem er die Atome und Photonen (Lichtteilchen) eines Computers nach Bedarf verschränkte. Sobald Sie das können, können Sie die Quantenverbindung nutzen, um Daten aus Ihrem Quantencomputer heraus zu übertragen und genau dort zu bekommen, wo Sie sie benötigen.

Und wenn Sie einmal einen Quantencomputer bauen können, bleiben die Möglichkeiten bestehen. Kuzmich und andere sehen ganze "Quantennetzwerke" vor, die mehrere Computer miteinander verbinden und eine Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen ihnen ermöglichen. Wenn Sie der Meinung sind, dass diese Idee etwas bekannt ist, haben Sie Recht. Es ist eine Quantenversion des Internets.

Ein Hauptgrund für diesen Weg ist die Sicherheit. Die Arbeit mit verschränkten Partikeln erfordert unglaubliche Delikatesse, macht sie aber auch unglaublich privat. Wenn jemand versucht, eine verschränkte Nachricht abzuhören, wird der gesamte Teleportationsprozess durch unerwünschtes Zuhören unterbrochen. Jede Nachricht, die über ein Quanten-Internet gesendet wird, ist daher absolut sicher - oder so perfekt wie alles, was der Menschheit bekannt ist. Heartbleed Fehler? Kein Problem.

Die NASA plant, den Mars über virtuelle Teleportation zu erkunden.

NASA

Und ich?

Ja Ja Ja. Wenn Sie etwas wie ich sind, möchten Sie etwas über die unbegrenzte Form der Teleportation erfahren, die Art, wie Menschen von Ort zu Ort gebeamt werden. Lassen Sie mich Ihre Begeisterung mit zwei Überlegungen abschwächen, einer philosophischen und einer technologischen.

Um zunächst alle Informationen aus dem Körper von Captain Kirk (oder Ihrem Körper) zu extrahieren, muss der physische Zustand jedes Atoms bekannt sein, was eine vollständige Auflösung erforderlich macht. Jedes Mal, wenn Kirk den Transporter betritt, begeht er Selbstmord und wird am anderen Ende wiedergeboren. Zweitens ist die Menge an Informationen, die erforderlich ist, um ihn neu zu erstellen, erstaunlich - etwa 4, 5 x 10 42 Bits, durch eine Schätzung, die kürzlich im Rahmen eines äußerst unterhaltsamen Abschlussprojekts für Physik an der University of Leicester ermittelt wurde.

Niemand weiß so viele Informationen zu sammeln und zu übermitteln. Und denk daran, wie die geringste Störung die Quantenverschränkung ruiniert? Der Prozess des Wiederzusammenbaus Ihrer Atome würde die Informationen von Natur aus durcheinanderbringen. An diesem Punkt ist es Selbstmord an einem Ende ohne Wiedergeburt am anderen. Kirk könnte genauso gut zuerst ein rotes Hemd anziehen.

Die Teleportationssituation wird jedoch viel weniger düster, wenn Sie die Definition etwas biegen. Wie viele Videospielspieler bemerkt haben, hat das menschliche Gehirn eine bemerkenswerte Fähigkeit, sich außerhalb des Körpers und in andere Objekte oder virtuelle Räume zu projizieren. Die NASA nutzt diese Fähigkeit mit Human Exploration Telerobotics, einem Projekt, mit dem Astronauten Roboter an Orten töten können, die tödlich oder unzugänglich sind. Ein mechanischer Astronaut wird bald außerhalb der Internationalen Raumstation spazieren gehen. In naher Zukunft werden Sie möglicherweise die Erforschung des Weltraums durch einen Mars-Rover oder durch mechanische Arme, die an einem entfernten Asteroiden stoßen, erlebt.

Wenn Ihnen das zu viel ist, wie wäre es mit einem DNA-Faxgerät? Der Biotech-Guru J. Craig Venter schlägt vor, wenn wir mikrobielles Leben auf dem Mars finden, könnten wir sein Genom lokal sequenzieren, die Informationen übertragen und den Organismus hier auf der Erde neu aufbauen. Im Prinzip, so Venter, könnte der Prozess andersherum gehen: Es wäre möglich, menschliche DNA zusammen mit einem geeigneten Inkubator zu entfernten Planeten zu schicken und Menschen am anderen Ende zu synthetisieren. Dann könnte Ihr Klon anfangen, sich auf einer Welt in der Umlaufbahn von Alpha Centauri B niederzulassen.

Das Klonen erfüllt noch immer nicht die volle Supermacht-Phantasie der Teleportation. Nein, was Sie im Idealfall wünschen, ist ein kompletter Gedanken-Upload zu Ihrem entfernten Doppelgänger, damit Sie wirklich dort sein können. Dies würde das Teleportationsproblem von "wahrscheinlich unmöglich" auf "wild schwierig" reduzieren. Dadurch bleibt das Problem des enormen Informationsgehalts des Gehirns bestehen. Wenn Sie jedoch akzeptieren, dass Informationen das Einzige sind, was Ihren Geist bestimmt, scheint die Aufgabe machbar. Sie müssen Atome nicht mehr sorgfältig an den richtigen Stellen zusammenbauen. Nur die Fakten werden ausreichen.

Beachten Sie einen faszinierenden roten Faden durch all diese Möglichkeiten. Ob Sie sich als einen Haufen von Atomen, eine DNA-Sequenz, eine Reihe von sensorischen Eingaben oder eine ausgefeilte Computerdatei betrachten, in all diesen Interpretationen sind Sie nur ein Stapel von Daten. Nach dem Prinzip der Einheitlichkeit gehen Quanteninformationen niemals verloren. Fassen Sie sie zusammen, und diese beiden Aussagen führen zu einer erstaunlichen Folgerung: Auf der grundlegendsten Ebene sagen die Gesetze der Physik aus, dass Sie unsterblich sind.

Wie wäre es damit für eine Supermacht?

[Dieser Artikel erschien im Druck als "Die Höhen und Tiefen der Teleportation"]

Beliebte Kategorien

Top