Как уже говорилось, телепортация, изображаемая когда-то в виде фантастического сюжета, была поначалу воспринята как остроумный вымысел или интригующее, но совершенно нереальное предположение. Но вот недавно западные средства массовой информации в один голос заговорили о сенсационном опыте ученых из Австралийского национального университета, осуществивших, похоже, телепортацию на практике. Министр науки Австралии Питер Мак-Горан официально объявил об успехе длительных исследований в области перемещений. Доктору Пингу Кою Ламу и его коллегам удалось добиться определенного эффекта – развоплощения объекта в одном месте и его реконструкции в другом, причем за считаные доли секунды.

Суть эксперимента: ученые «разложили» лазерный луч и воссоздали его точную копию на расстоянии одного метра, доказав тем самым возможность телепортации света. Сообщение об уникальной новации, во время которой луч лазера исчез в одной точке лаборатории и одновременно появился в другой, обошло все информационные агентства мира. Тут же было сообщено, что следующий этап – это телепортация элементарных частиц, например электронов.

Впрочем, ради справедливости надо сказать, что эксперимент австралийцев под руководством доктора Пинга был не первым в этой области. Подобные исследования давно и небезуспешно велись во многих странах мира. Хроника подобных изысканий такова. Еще на заре прошлого века физики обнаружили, что электроны обладают загадочным свойством исчезать на одной орбите и тут же появляться на другой. Чтобы как-то объяснить этот феномен микромира, ученые допустили, что элементарные частицы могут существовать и в образе некой минимальной массы, и в образе волны. Знаменитый французский физик-теоретик, один из основоположников квантовой механики Луи де Бройль предположил, что каждой частице соответствует волна, заполняющая все пространство. Ее амплитуда максимальна там, где вероятнее всего находится частица. Однако в любой момент без видимого перехода она может изменить местоположение. Налицо очевидная телепортация!

Помимо этого, в 1998 г. в Калифорнийском технологическом университете физики сумели телепортировать фотон – частицу света. Почти одновременно сигнал о похожих опытах поступил от итальянских ученых из университета Ла Сапиенца в Риме. Сообщения об успехах в области телепортации пришли также от специалистов университета Орхуса (Дания), из Уэльса, Инсбрука, лаборатории в Лос-Аламосе (США).

Относительного успеха в области перемещений добились датские ученые: передавая информацию при помощи лазера, им удалось связать частицы газов, расположенные на значительном расстоянии один от другого. Таким образом, между двумя облаками газа была достигнута так называемая «квантовая связь». Исследователям удалось связать около миллиона атомов цезия, в то время как предыдущим рекордом были всего четыре. После завершения исследований, когда будет получен определенный набор элементарных частиц, станет возможным воспроизводить набор таких же частиц на расстоянии. По мнению экспертов, сообщение можно кодировать фотонами и пересылать из одного места в другое без необходимости пересылать сами фотоны.

Естественно, военные специалисты не могли пройти мимо таких перспективных технологий. В американском журнале «Новости оборонной промышленности» промелькнуло несколько сообщений о том, что Пентагон давно ведет разработку системы связи, которая дает возможность передавать информацию со скоростью, превышающей скорость света. А это почти прямой намек на квантовую телепортацию.

Один из специалистов Центра оборонных исследований в Дареме (Северная Каролина, США) Генри Эверитт, выступая перед журналистами, сообщил, что устройство для мгновенной передачи информации может выглядеть как портативный компьютер или как сотовый телефон, хотя, естественно, имеет совершенно иной принцип работы. Более того, было сказано, что уже изготовлен и успешно работает опытный образец такого устройства. Правда, оно показало свою эффективность на расстоянии всего лишь до 40 километров, но ведь это только начало.

После опубликования новейших исследований сразу же всплыли до сих пор никому неизвестные сведения о тайных наработках Пентагона: там, оказывается, уже давно работают над созданием мощной военной установки, способной мгновенно переместить атомную бомбу в любую точку планеты!

Так в мировой науке появилось новое направление – квантовая телепортация, посредством которой по каналу квантовой связи осуществляется не только мгновенная передача информации, но и взаимное изменение параметров связанных объектов. И хотя теоретически были открыты несколько методов (теория червоточин, дырочная телепортация), экспериментально, в лабораторных условиях, подтверждена именно квантовая телепортация.

Сама система, по словам специалистов, основана на достижениях науки последнего десятилетия и относится к физике запутанных квантовых состояний. В основе этих процессов лежат специфические квантовые эффекты, проявляющиеся на микро– и макроскопическом уровне.

Здесь стоит вспомнить, что впервые опыт по телепортации был предложен Альбертом Эйнштейном еще в 1935 г. Согласно теории квантовой запутанности, две частицы, испытывающие воздействие когерентного (согласованного) источника света, ведут себя как физические близнецы. То есть изменение свойств одной из частиц провоцирует аналогичные изменения в состоянии другой. При этом становится возможным практически мгновенный обмен информацией, скорость передачи которой ограничена лишь скоростью света.

Практика подтвердила теоретические выкладки, в подтверждение которых ученым удалось осуществить телепортацию свойств отдельных фотонов. Немецкие исследователи из Физического института Гейдельбергского университета осуществили эксперимент по телепортации комбинированного квантового состояния двух фотонов.

А вот датские специалисты, проводившие работы под руководством профессора Ойгена Пользика, пошли еще дальше. Как сообщает Reuters, исследователям удалось впервые провести опыт по телепортации между светом и веществом. В ходе эксперимента датские ученые использовали макроскопический объект, состоящий из атомов цезия при комнатной температуре, и лазерный луч.

Информацию удалось телепортировать на расстояние около полуметра, однако исследователи уверены, что данный показатель может быть многократно улучшен. Результаты работ специалистов из Института имени Нильса Бора, обнародованные в журнале «Nature», еще на один шаг приближают ученых к созданию квантовых компьютеров. Об этом Ойген Пользик говорит так: «Сейчас становится возможным практически мгновенный обмен информацией, скорость передачи которой ограничена лишь скоростью света. Уже сейчас многие физики уверены, что этот эксперимент – гигантский шаг вперед в построении квантового суперкомпьютера – вычислительной машины, по сравнению с которой нынешние компьютеры покажутся простым калькулятором».

Если результаты группы Пользика будут воспроизведены, это может произвести революцию в данном направлении. Напомним, что телепортация квантовых свойств от одного атома к другому, впервые осуществленная два года назад, проводилась на доли миллиметра. Датчанам удалось увеличить результат в тысячу с лишним раз. О. Пользик говорит: «Наш метод позволяет осуществить телепортацию квантовых свойств на более далекие расстояния, поскольку у нас свет выступает носителем квантовой запутанности».

Опыты в этом направлении ведут и физики из Венского университета. Суть их экспериментов заключается в том, что были телепортированы свойства частиц света на расстояние в 600 м – с одного берега Дуная на другой. Передача осуществлялась по канализационному каналу, проложенному под руслом реки: в нем проходит оптоволоконный кабель, соединяющий две лаборатории, первую из которых окрестили «Алисой», а другую – «Бобом». Во время эксперимента «Алиса» передала три разных квантовых состояния фотонов, а «Боб» сумел их воспроизвести.

Стоит уточнить, что телепортация как мгновенное перемещение объектов на расстояние рассматривается преимущественно лишь на страницах фантастических книг. А вот в научном языке этим термином называют явление, когда частицы передают друг другу основные свойства, или квантовые состояния, без физического контакта. Как уже упоминалось, для осуществления телепортации фотонов используется принцип связанности, или «запутанности», когда две находящиеся рядом частицы сохраняют идентичные свойства даже после разъединения. При этом весь процесс не происходит мгновенно, поскольку ограничен скоростью света.

«Нам было интересно узнать, можем ли мы это сделать за пределами лаборатории – в условиях, которые сегодня используются для прокладки оптоволоконных линий, – заявил один из авторов эксперимента, сотрудник университета Руперт Урсин. – Это очень важно, когда речь идет о вложении денег в квантовую коммуникацию». По словам Урсина, следующим шагом к созданию международной квантовой связи должна стать телепортация квантовых состояний с помощью спутника. Напомним, что ранее другой ученый – Николас Гисин из Женевского университета – удачно телепортировал квантовые состояния по двухкилометровому кабелю. Однако реальное расстояние между двумя лабораториями тогда составляло лишь 55 метров.

Существуют и другие направления поиска. Современная наука предполагает создание некоего телепорта, попадая в который физическое тело атомарно разбирается и перемещается в другой телепорт, в котором происходит атомарная сборка. Чтобы перенести, например, человека, необходимо сначала «сканировать» схему его атомного строения, затем телепортировать ее, чтобы на новом месте по «чертежам» восстановить копию этого человека из имеющихся атомов. Принцип действия таких телепортов в принципе не противоречит современному Эйнштейновскому представлению о физике, но механизм осуществления подобного действия ученые предложить пока не могут.

Второй способ – это создание механизма, осуществляющего искривление пространства. С помощью такого телепорта можно будет осуществить точечное перемещение; образно говоря, заглянув в такой телепорт можно сразу увидеть конечную точку перемещения. Правда, для осуществления искривления пространства необходимо огромное количество энергии, выработать которое современная наука пока не в состоянии.

Есть и еще один способ телепортации – развитие скорости выше скорости света. При этом в объекте, развившем такую скорость, замедляется время, и перемещение для него ускоряется. Однако согласно теории относительности развитие скорости выше света возможно только в полном вакууме. Конечно, такое перемещение в пространстве вряд ли можно назвать телепортацией – скорее всего, это суперскоростное передвижение.

Не менее досконально рассматривается способ телепортации, основанный на передаче информации о внутренней структуре и состоянии транспортируемого предмета. Это возможно осуществить по некоторому каналу связи, например по телеграфу, с одновременным (хотя необязательным) его разрушением на стороне передатчика и воссоздании на стороне приемника. Правда, это порождает целый ворох проблем.

1. Необходимый уровень детализации информации для транспортировки неодушевленного предмета. Достаточно ли для этого описания предмета на атомарном уровне? Какая для этого требуется полоса пропускания канала связи и сколь велики энергетические затраты? Даже самых поверхностных познаний в области физики достаточно, чтобы оценить сложность реализации этой инженерной задачи. Передача таких больших объемов информации неизбежно сопровождается ошибками. Кроме того, с точки зрения термодинамики этот способ практически не реализуем. Впрочем, уже существуют своеобразные принтеры для «печати» твердых предметов из быстротвердеющих сортов пластмассы по шаблонам, хранящимся в памяти компьютера.

2. Необходимый уровень детализации информации для транспортировки живых существ, в частности людей. Очевидно, что в данном случае задача многократно усложняется. До тех пор, пока не дано ясного однозначного определения, что же такое на самом деле жизнь и что такое разум и сознание, в принципе невозможно даже определить требуемый уровень детализации. Но даже если оставаться на атомарном уровне, очевидно, что сведений о пространственной конфигурации и статических связях между атомами в молекулах недостаточно. Необходимо как минимум восстановить импульсы всех атомов, молекул и свободных электронов, что уже само по себе наталкивается на серьезные трудности квантово-механической природы.

На сегодняшний день американская научная программа по изучению телепортации состоит как минимум из 34 совершенно самостоятельных проектов, в разработке которых принимают участие более 20 университетов и многоцелевых лабораторий. Видимо, какие-то успехи все-таки есть, однако эксперименты засекречены, поскольку они находятся под контролем военных ведомств. Ни появившиеся преувеличения успехов, ни сомнительные сенсации, ни досужие выдумки не умаляют уже известных достижений науки в области телепортации. Хочется верить, что рано или поздно тайна ее будет окончательно разгадана, а значит, будут созданы устройства, способные переносить на любые расстояния самые различные объекты.