A teleportálással kapcsolatos kutatások lényegében 1993-ban indultak – ebben az évben ugyan is az IBM tudósai publikáltak egy tanulmányt arról, hogyan lehet kvantumállapotokat – de nem fizikai tárgyakat – teleportálni. 1998-ra a Kaliforniai Műszaki Egyetem és a Walesi Egyetem fizikusai pedig sikeresen teleportáltak egy fotont egy méteres koaxiális kábelen keresztül. Ezek a kezdeti kísérletek bebizonyították, hogy a kvantumteleportáció elméletben lehetséges. Azóta sem telt az idő eseménytelenül: a kvantumszámítógépek és a kvantum-összefonódás kutatásának köszönhetően mára már bonyolultabb részecskéket, például elektronokat is lehet teleportálni – írja a Popular Mechanics.

A kvantumteleportáció alapja a kvantum-összefonódás – ezen jelenség során két részecske kapcsolódik össze, és az egyik állapota azonnal hatással van a másikra, méghozzá a köztük lévő távolságtól függetlenül. 2022-ben egyébként épp ezzel, tehát a kvantum-összefonódással kapcsolatban ítélték oda a fizikai Nobelt. Lenti cikkünkben erről is írtunk, valamint arról is, hogy mindez miként utal arra, hogy az univerzum lokálisan nem valóságos. Nem utolsó sorban a kattintás után az is kiderül egy egyszerű hasonlatból, hogy miként működik ez a jelenség.

Ebből a hasonlatból könnyen megérthetjük, mire járt az idei fizikai Nobel, és hogy az univerzum a köznapi értelemben miért nem valóságos Idén lényegében azért járt a fizikai Nobel, hogy bebizonyították, hogy a mindenség nem valóságos a szó köznapi értelmében – de mit jelent mindez? Segítségünkre siet egy ikerpár és egy háromperces videó, amiből megérthetjük mindezt.

Fel lehet használni ezt a jelenséget az emberi teleportációhoz? Először is kezdjük a választ az összefonódás egyik különös hatásával: az összefonódás során ugyanis az eredeti részecske kvantumállapota spontán módon megsemmisül. Ezt nevezzük úgy, hogy a hullámfüggvény összeomlik, vagyis a lehetséges végkimentelek (állapotok) sorozatából egyetlen egy marad: Schrödinger macskája vagy él vagy meghalt. Vajon ez azt jelenti, hogy az eredeti példány, adott esetben egy ember, amit éppen teleportáltak, ténylegesen megsemmisül? Ez a kérdés még mindig nyitott, és kétségtelenül súlyos etikai dilemmákat vet fel az emberi teleportáció lehetőségével kapcsolatban.

Ráadásul a tudósok még nem dolgozták ki az ideális mechanizmust sem a kvantumállapot továbbítására. A kutatók úgy vélik, hogy az összefonódott részecskék közötti kommunikáció titka a köztük lévő hullámfüggvényben rejlik. Ezek a részecskék olyan fázisokkal rendelkeznek, mint az óceán hullámai, amplitúdóval, hullámhosszal és frekvenciával. De milyen közegben működne mindez? A gyakorlatban eddig tehát kísérleteztek koaxiális és optikai szálas kábelezéssel, sőt olyan átviteli közeg nélküli módszerekkel is, mint a 2012-es Kanári-szigeteki kísérlet. Vajon a legjobb megoldás egy fényimpulzus vagy esetleg rádióhullám lenne? Talán a teleportáció csak a világűr vákuumában működne?

Az emberek teleportálása ezen probléma megoldása után sem lenne épp könnyű. Az emberi test körülbelül 10 a 27-en atomból áll, amelyek mindegyike elektronokból, protonokból és neutronokból épül fel. Ezek az elemi részecskék pedig még kisebb egységekből, például kvarkokból vagy mionokból állnak, és mindegyik saját kvantumállapottal rendelkezik. Gondoljunk csak bele, milyen elképesztő mennyiségű kvantumállapotot kellene kiszámolnunk ahhoz, hogy az egész fizikai lényünket pontosan újraalkossuk egy másik ponton, mintha áthelyeztük volna!

Korábban, a kvantummechanika felfedezései előtt, sok sci-fi író úgy képzelte, hogy az anyagot egyszerűen szétszedik, elszállítják, majd újra összerakják – lényegében, mint a Legót. Azonban a kvantum-összefonódás alapján valójában nem az anyag maga kerül átvitelre, hanem az arról szóló információ, amely meghatározza a kvantumállapotot. Így aztán több tudós is úgy véli, hogy végső soron nem is maga az anyag, hanem az információ határozza meg az életet. Az emberi test atomjai ugyanazok, mint egy kőé vagy egy gumilabdáé – a különbséget csupán a részecskék száma és elrendezése adja, amely meghatározza a kémiai kölcsönhatásokat.

Ha (ez azonban egy piszok nagy HA) valaha is leküzdenénk a számítási kapacitás korlátait, talán elegendő lenne egy kvantumlenyomatot készíteni a testünkről, és azt továbbítani, mint egy e-mail mellékletet. Ekkor jön a képbe azonban egy másik gond: a Heisenberg-féle határozatlansági reláció. Ez ugyanis megtiltja, hogy egy részecskének mind a sebességét, mind pedig a helyzetét egyszerre pontosan határozzuk meg, így bármennyire is alaposan vizsgálnánk meg testünk minden részecskéjének kvantumállapotát, soha nem érhetnénk el a 100%-os pontosságot.

Ez a jelvesztés milyen hatással lehetne a kvantum-másolatunkra?

Azonban ha átugorjuk a számítástechnika jelenleg a teleportáció szempontjából elég magas korlátját, varázslatosan áttörjük a határozatlansági elv vasbeton falát, akkor is felmerül a kérdés: egy teljesen tökéletes másolat tényleg mi leszünk?

A kísérleti és elméleti fizikus John Clauser – aki kollégáival együtt 2022-ben elnyerte a fent már említett fizikai Nobel-díjat a kvantum-összefonódás terén végzett munkájáért – így nyilatkozott erről:

“Képzelje el, hogy azt mondják önnek: ha belép ebbe a dobozba, a teste minden atomját szétszedik, lényegében teljesen elpusztítva ezzel a testét, és így megölik önt. Ráadásul azt is elmondják, hogy ezután egy önről készült másolat fog a világban járkálni… és átveszi az életét, úgy, ahogyan eddig ismerte… Belépne ebbe a dobozba? Én biztosan nem tenném!”

(A cikkhez használt kép illsutráció, a DALL-E generálta)