Телепортация светового луча

Тысячекратно описанное в произведениях писателей-фантастов явление - мгновенное (то есть с бесконечно большой скоростью!) перемещение материальных объектов из одной точки пространства в другую, или телепортация, кажется, находит в последнее время экспериментальное подтверждение. По крайней мере интернациональной группе ученых из пяти стран, работающих в Австралийском национальном университете, удалось осуществить первую в мире телепортацию. Об этом заявил недавно руководитель группы физик Пинг Кой Лам.

Вкратце эксперимент, точнее - его внешняя сторона, выглядел так. Ученые смогли мгновенно переместить лазерный луч из одной точки пространства в другую: лазерный луч исчез и появился на расстоянии более метра от первоначального своего местонахождения. И все это буквально мгновенно, то есть со скоростью, превышающей скорость света. Есть от чего прийти в волнение!

Масла в огонь добавили слова все того же Пинг Кой Лама о том, что "в течение ближайших трех-пяти лет станет возможной телепортация атома твердого вещества". Впрочем, добровольцам, желающим на своей шкуре почувствовать, что такое телепортация, выстраиваться в очередь к австралийским ученым пока рано┘

"Все это интересно и важно, но должно быть правильно оценено, - заявил в беседе с корреспондентом "НГ" заведующий лабораторией лазерной спектроскопии Института спектроскопии РАН профессор Владилен Летохов. - Ни о какой сенсации здесь пока не может быть и речи. Когда говорят, что мы телепортируем, например, атом, то имеют в виду, что приведут его квантовое состояние - конструкцию электронных оболочек, фазоволновые функции - в такое же состояние, как и у исходного атома, что тоже, конечно, еще очень большой вопрос. Но это никакая не телепортация самой массы. Это телепортация квантового состояния. А кроме того, телепортация не является полностью детерминистическим феноменом. Как и все в квантовой механике, это носит вероятностный характер".

Другими словами, телепортация не гарантирует, что, включив свет в московской квартире, вы получите точно такой же световой поток где-нибудь на Камчатке. Ключевая в этом смысле фраза в комментарии Владилена Летохова: "┘это никакая не телепортация самой массы. Это телепортация квантового состояния". Мир квантовых объектов и мир классических материальных объектов - это две большие разницы, как говорят в Одессе. Вот о чем не следует забывать, рассматривая обнаруженный экспериментально эффект.

Справедливости ради необходимо сказать, что "ноги" австралийского эффекта растут из экспериментов аж пятилетней давности.

В декабре 1997 года ведущий мировой научный журнал Nature (11 декабря 1997 г.) опубликовал информацию о том, что двум группам физиков, из Австрии и Италии, независимо друг от друга (и по разным методикам) удалось экспериментально подтвердить существование явления квантовой телепортации. Согласно определению, данному в той статье, "квантовая телепортация - мгновенная передача и восстановление на произвольном расстоянии состояния квантовой системы".

Такая мгновенная передача квантовой информации об объекте другому объекту, находящемуся на произвольном расстоянии, возможна за счет так называемого эффекта "спутывания" (entanglement): два объекта каким-то, пока не до конца понятным способом, "знают" о существовании друг друга.

Подчеркнем, тогда, пять лет назад, речь шла всего лишь о мгновенной передаче информации о квантовом состоянии одного фотона к другому. Австралийцам же, если подтвердятся их эксперименты, удалось "спутать" два световых луча!

"В явлении квантовой телепортации ничего сверхъестественного нет, - подчеркнул академик РАН Виталий Гинзбург. - Подобные эффекты, конечно, не так легко объяснить, но, в общем, это так называемая посылка квантового пакета. И связано это с известным парадоксом Эйнштейна-Подольского-Розена. Уже удалось доказать непротиворечивость эффекта "спутывания" и теории относительности".

Мало того, как сообщалось ранее, эффект "спутывания" фотонов наблюдается на расстояниях свыше 10 км.

А физик-теоретик Чарльз Беннет еще в 1993 году показал, что полную информацию, необходимую для того, чтобы восстановить состояние объекта, можно разделить на две части - квантовую и классическую. Первую можно передать мгновенно, что и подтверждено экспериментально, но нельзя использовать без второй, передаваемой обычными методами - со скоростью, не превышающей скорость света.

И все-таки эксперименты по телепортированию и отдельных изолированных фотонов, и световых пучков не так бессмысленны, как могут показаться на первый взгляд. Все дело в том, что квантовую телепортацию можно использовать для переноса информации с быстро исчезающих носителей (фотонов, например) на частицы, более удобные для длительного хранения информации (ионы). Другими словами, речь идет о том, что эффект "спутывания", возможно, будет реализован не только для квантовых объектов, но и для вполне материальных в привычном понимании этого слова частиц.

"Дискуссии о локальной реалистичности характеристик природы могут быть разрешены окончательно, если в будущем удастся поставить эксперимент, показывающий существование эффекта "спутывания" между более чем двумя пространственно разделенными частицами", - заявлял пять лет назад руководитель группы австрийских физиков Антон Цайлингер. Именно на это и претендуют австралийцы, "спутавшие" два лазерных луча.