Dịch chuyển tức thời có khả thi về mặt khoa học không? Liệu chúng ta sẽ sớm có thể du hành thế giới gần như ngay lập tức chứ? Hôm nay chúng tôi sẽ cố gắng cho biết những gì là mới trong lĩnh vực này.
Dịch chuyển là một giấc mơ của con người kể từ thời sơ khai của thế giới. Một người muốn ngay lập tức di chuyển trong không gian, để du hành, mà không mất thời gian cho những chuyến đi mệt mỏi trên một quãng đường dài. Chủ đề này từ lâu đã xuất hiện trong nhiều tác phẩm của văn hóa đại chúng, nhưng nó vẫn là đối tượng nghiên cứu. Mặc dù, trở lại năm 2004, nó thậm chí đã được đăng ký bằng sáng chế trên "hệ thống dịch chuyển toàn bộ cơ thể", đã có những thành công đầu tiên trong nghiên cứu dịch chuyển tức thời, nhưng chúng chứng minh rằng nó sẽ không hoàn toàn như những gì chúng ta mong đợi từ công nghệ này.
Tại sao chủ đề về dịch chuyển lại khuấy động trí tưởng tượng của nhân loại đến vậy? Nếu chúng ta lập danh sách những công nghệ được mong muốn nhất trên thế giới, thì dịch chuyển tức thời sẽ đi đầu. Chỉ cần nghĩ xem chúng ta sẽ giải quyết được bao nhiêu vấn đề nếu chúng ta có thể di chuyển giữa các nơi khác nhau ngay lập tức. Thật không may, có nhiều dấu hiệu cho thấy dịch chuyển tức thời ở dạng mà chúng ta muốn thấy, ít nhất là vào lúc này, nằm ngoài tầm với của chúng ta. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là hoàn toàn không thể dịch chuyển được. Cô ấy chỉ trông khác so với những gì chúng ta tưởng tượng.
Người ta không thể nói về dịch chuyển tức thời mà không có phần giới thiệu ngắn gọn về những điều cơ bản của vật lý lượng tử. Và điều này, đến lượt nó, có thể làm nản lòng nhiều người đọc thêm bài báo. Nhưng tin tôi đi, chúng ta sẽ không đi quá sâu vào những khu ổ chuột đó, mà sẽ cố gắng giải thích một cách hời hợt, bằng những từ ngữ đơn giản và bằng những ví dụ rõ ràng, giải thích nguyên lý của dịch chuyển tức thời. Hãy thử giải thích cách nó có thể hoạt động ngay bây giờ. Nhưng tại sao tôi lại nói chính xác là "nó hoạt động như thế nào bây giờ"? Điều này đã xảy ra? Vâng, thưa quý vị, những bước đầu tiên nghiêm túc đã được thực hiện. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã tìm cách dịch chuyển không phải con người, thiết bị hay vật liệu, mà là thông tin. Chúng tôi đã quản lý để tìm kiếm bạn? Đọc tiếp cho cùng.
Những tiến bộ trong nghiên cứu dịch chuyển tức thời
Mọi người đều biết dịch chuyển tức thời là gì, nhưng không phải ai cũng biết rằng một số bước đã được thực hiện trong quá trình phát triển của nó. Và đã lâu rồi Einstein không giải quyết vấn đề này. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng mọi thứ đều bắt đầu ở cấp độ vi mô, tức là ở cấp độ của các hạt lượng tử. Khi những hạt lượng tử này bắt đầu được nghiên cứu, hành vi kỳ lạ của chúng đã được chú ý. Quá trình tương tác của họ hoàn toàn khác với bất cứ thứ gì có thể nhìn thấy bằng mắt thường ở quy mô vĩ mô. Hóa ra nó như thế này lượng tử các hạt có thể ở hai nơi cùng một lúc. Các nhà khoa học gọi đây là nguyên lý chồng chất. Tuy nhiên, sự chồng chất chỉ xảy ra khi các hạt không tương tác với nhau, tức là không có gì xảy ra với chúng. Khi chúng nghỉ ngơi, chúng ta đang nói về cái gọi là sự sụp đổ của sóng xác suất. Tôi nhận thấy rằng nhiều người trong số các bạn cảm thấy khó khăn khi hiểu tất cả những điều này. Cách dễ nhất để minh họa trạng thái này là với sự trợ giúp của các bit máy tính. Như bạn đã biết, chúng hoạt động trong hệ thống nhị phân, tức là, chúng có thể bằng hoặc một. Và qubit (bit lượng tử) có thể vừa là "không" vừa là "một" cùng một lúc - cho đến khi làn sóng xác suất sụp đổ.
Einstein đã thành công trong việc khám phá cái mà ông gọi là "tương tác bóng ma ở khoảng cách xa." Trong quá trình nghiên cứu của mình, hóa ra các hạt thông thường có thể đan xen vào nhau ở cấp độ lượng tử. Nếu không đi vào chi tiết, tôi sẽ nói rằng hai hạt như vậy có thể giao phối, mặc dù chúng có các tính chất khác nhau (ví dụ, động lượng). Và bây giờ điều thú vị nhất là sau khi kết đôi, tính chất của một trong số chúng thay đổi, đồng thời thay đổi tính chất của hạt kia. Bất kể khoảng cách họ đang ở đâu! Và đây chính xác là những gì mà dịch chuyển tức thời hoạt động ngày nay. Tất nhiên, nếu bạn cố gắng mô tả nó bằng những từ đơn giản, vì càng vào sâu trong rừng ...
Trong các phòng thí nghiệm, các nhà khoa học đã cố gắng chuyển trạng thái của một hạt từ điểm A đến điểm B, nhưng với điều này, không có thông tin cụ thể nào về hạt này được truyền đi. Tại sao? Vấn đề chính là, dựa trên hiện trạng nghiên cứu, cả hai bên không thể xác lập thông tin ban đầu này, tức là các nhà khoa học không thể xác định cái gì đến trước và cái gì đến sau. Gần giống như con gà và quả trứng. Ở giai đoạn này, cần làm nổi bật những khái niệm này. Hóa ra thông tin là thứ phức tạp hơn nhiều so với hành vi của chính hạt.
Và đây là hạn chế chính trong sự phát triển của công nghệ dịch chuyển tức thời, đồng thời làm sáng tỏ những gì có thể đạt được trong tương lai, và những gì có lẽ không thể đạt được. Hãy tóm tắt lại. Hiện tại, chúng ta có thể "ghép nối" các hạt với nhau ở cấp độ lượng tử. Chúng ta có thể chuyển trạng thái của các hạt từ điểm A đến điểm B, nhưng chúng ta không chuyển thông tin cần thiết. Chúng tôi không có khả năng công nghệ để phát triển một kênh đặc biệt có thể truyền thông tin này với tốc độ ánh sáng. Trên Trái đất, chúng ta truyền thông tin qua các kênh vô tuyến hoặc cáp quang, nhưng đây là một cấp độ hoàn toàn khác.
Đọc thêm: Giới thiệu về máy tính lượng tử nói một cách đơn giản
Lừa tiền
Vậy tại sao chúng ta không dịch chuyển thông tin trên diện rộng khi dường như chúng ta đã làm chủ được công nghệ? Chà, không phải mọi thứ đều đơn giản như bạn tưởng. Chúng ta không hoàn toàn kiểm soát được trạng thái lượng tử (và do đó là kết quả của dịch chuyển tức thời) mà chúng ta sẽ gặp phải. Để giải thích điều này, các nhà khoa học sử dụng ví dụ về đồng xu.
Chúng ta có hai đồng tiền vướng vào chiều lượng tử. Mỗi trạng thái có thể có một trong hai trạng thái - thuận nghịch hoặc đảo ngược, một đối với người gửi, trạng thái kia đối với người nhận. Sau khi vướng mắc, nếu cái đầu tiên chỉ vào chướng ngại vật, thì cái thứ hai cũng phải chỉ vào chướng ngại vật. May mắn thay hoặc không may, đây ít nhiều là cách nó hoạt động trong vật lý lượng tử. Biết được điều này, người gửi bắt đầu quay đồng xu đầu tiên và đồng thời đồng xu quay đến người mà nó đã được gửi. Trong khi đồng xu quay, không ai biết trước kết quả. Cả người gửi và người nhận đều không. Cho đến khi đồng xu của người gửi dừng lại, nó không biết nó thực sự đang gửi thông tin gì đến người nhận. Tóm lại, chúng tôi gửi "một cái gì đó", nhưng chúng tôi không thực sự biết những gì. Cho đến khi nó được gửi đi, thông tin vẫn ở vị trí chồng chất.
Hạn chế này khiến chúng ta không thể gửi thông tin cụ thể ở giai đoạn phát triển này, vì người gửi không thể xác định liệu chúng tôi có nhận được những gì anh ta định gửi hay không. Vì vậy, không có kênh truyền nào kiểm tra thông tin của cả hai bên. Máy tính lượng tử có thể giúp chúng ta ở đây, nhưng chúng chỉ mới xuất hiện và cho đến nay chúng còn khá sơ khai. Chúng ta sẽ nói về chúng ngày hôm nay.
Đọc thêm: Blockchains của ngày mai: Tương lai của ngành công nghiệp tiền điện tử nói một cách đơn giản
Liệu khả năng dịch chuyển tức thời của con người?
Ở đây chúng ta đến với câu hỏi quan trọng nhất đối với nhiều người. Vì vậy, chúng ta thậm chí có thể nghĩ về việc dịch chuyển người hoặc các sinh vật khác dựa trên thực tế ngày nay? Chà, có lẽ không có một người nào trên Trái đất có thể trả lời câu hỏi này một cách dứt khoát. Tuy nhiên, nhìn về hướng phát triển, cá nhân tôi cho rằng nên quên nó đi. Tại sao?
Lưu ý rằng khi chúng ta nói về dịch chuyển tức thời, chúng ta luôn nói về việc chuyển trạng thái của các hạt. Do đó, hạt này phải ở trạng thái "xác định" nào đó. Trong khi đó, bộ não con người thay đổi theo từng micro giây. Hàng tỷ khớp thần kinh, electron, xung động - quá trình này gần như không thể dừng lại. Có vẻ như não bộ là nơi lưu trữ thông tin nhận được từ môi trường. Sau đó, có thể dịch chuyển tức thời một người với thông tin đó, nhưng chắc chắn đó sẽ không phải là một người có cùng bộ não như khi "di chuyển" được thực hiện. Rốt cuộc, bản thân trạng thái là một loại bản ghi, và trong trường hợp của trung tâm thần kinh của chúng ta, thậm chí không có "trạng thái" ban đầu. Trừ khi chúng ta đang nói về một nhà ngoại cảm.
Tất nhiên, đây chỉ là những phỏng đoán và giả định, bởi ở thời điểm hiện tại không ai có thể đoán trước được tương lai sẽ ra sao. Tuy nhiên, hướng nghiên cứu và phát triển các công nghệ dịch chuyển tức thời khiến chúng ta hiểu rằng mình sẽ đi theo một hướng khác.
Tương lai của dịch chuyển tức thời có liên kết với máy tính lượng tử không?
Vậy liệu có tương lai trong dịch chuyển tức thời, và nó là gì? Một bước đột phá khác trong chủ đề này đã diễn ra vào năm 2019. Như chúng ta đã đề cập, về mặt lý thuyết, dịch chuyển của trạng thái lượng tử có thể đến bất kỳ khoảng cách nào. Chỉ về mặt lý thuyết, vì nó vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ, nhưng thực tế về việc di chuyển một hạt trên khoảng cách hơn 500 km có thể chứng minh điều đó. Chúng ta cũng biết rằng cho đến nay đơn vị thông tin phức tạp nhất là qubit nhỏ nhất (tức là "bit" được biết đến nhiều trong phép chồng chất).
Mặc dù vậy, do sự sụp đổ của sóng xác suất trong quá trình quan sát, cho đến nay chúng ta đã có thể dịch chuyển về trạng thái 0 hoặc 1, và không có gì khác. Cách đây một thời gian, hai nhóm nhà khoa học độc lập đã cố gắng gửi một chồng chất của ba trạng thái cùng một lúc, mà họ gọi là máy cắt. Tuy nhiên, nó không hoàn toàn thành công, nhưng bản thân nỗ lực cho thấy các nhà khoa học vẫn chưa quên về dịch chuyển tức thời. Điều này có ý nghĩa gì đối với chúng ta? Tóm lại, điều này có nghĩa là chúng tôi đang rất chậm, nhưng vẫn tăng sức mạnh, trong tương lai có thể dẫn đến việc truyền tải thông tin đầy đủ đầu tiên.
Vào cuối năm 2019, tình hình càng trở nên thú vị hơn. Một nhóm các nhà khoa học từ Zurich quản lý để dịch chuyển lượng tử của dữ liệu. 10000 bit lượng tử (qubit) được chuyển giữa các hệ thống máy tính hoạt động độc lập trong một giây. Họ đã chế tạo một con chip máy tính với thiết bị điện tử có kích thước micromet. Hai là máy phát trong khi thứ ba là máy thu. Các electron vướng vào ở nhiệt độ gần bằng không tuyệt đối có nghĩa là dữ liệu được gửi đến máy phát cũng xuất hiện trong máy thu, tức là theo các nguyên tắc vật lý lượng tử. Và tại sao chúng ta lại nói về dịch chuyển tức thời chứ không chỉ truyền dữ liệu? Chà, vì không có dây hoặc đường dẫn được chỉ định khác giữa các hệ thống.
Tôi tin rằng tất cả các vấn đề được thảo luận ở trên tạo ra một phiên bản khá bi quan của các sự kiện, do đó sẽ phản ánh sự nhiệt tình của bạn đối với chủ đề này. Nhưng không phải lúc để hoảng sợ và mất hứng thú với chủ đề dịch chuyển tức thời. Khoa học không đứng yên. Với sự phát triển của nghiên cứu về sự dịch chuyển trạng thái của các hạt lượng tử, thiết bị dưới dạng máy tính lượng tử cuối cùng cũng bắt đầu xuất hiện. "Điều này liên quan gì đến chủ đề của chúng ta?" - bạn hỏi. Chà, với sự giúp đỡ của họ, chúng tôi muốn tạo ra một kênh lượng tử riêng biệt. Nhờ đó, nó sẽ có thể dịch chuyển thông tin, thay vì gửi nó như hiện tại, với sự trợ giúp của các sợi quang học, trong số những thứ khác (tất nhiên, chúng ta đang nói về "phân phối truyền thống", không phải về các hạt lượng tử) . Có - đây là một cách thể hiện ảnh hưởng được cho là của "người gửi tiền xu" đối với kết quả lưu thông của nó trên đồng xu của người nhận.
Công việc của những máy tính như vậy rất thú vị để mô tả, nếu bạn hiểu rằng một máy tính lượng tử không thể so sánh với một máy tính để bàn thông thường. Điều này cũng giống như nói rằng đèn sợi đốt chỉ là một "ngọn nến mạnh hơn". Đây là những công nghệ hoàn toàn khác nhau, thậm chí không tương đồng với nhau. Và cũng giống như các máy tính hiện đại hoạt động với hai trạng thái trong hệ nhị phân (0 và 1), máy tính lượng tử có thể hoạt động với các trạng thái chồng chất lên nhau. Vì vậy, ví dụ, chúng có thể là 60% 40 và % cùng một lúc. Điều đó nghe có vẻ phức tạp, vì vậy hãy chuyển sang một ví dụ khác.
Chúng tôi chơi trò chơi "thuận nghịch hoặc đảo ngược" với máy tính (tôi đã đề cập rằng đây là một ví dụ yêu thích của các nhà khoa học khi giải thích các trạng thái lượng tử). Theo mặc định, điều ngược lại nằm trên bảng. Trong vòng đầu tiên, máy tính có thể lật đồng xu hoặc không thay đổi, nhưng chúng ta không biết kết quả của quyết định cuối cùng. Sau đó, chúng tôi nhận được cơ hội như nhau, và máy tính cũng không biết kết quả. Sau một vài vòng, tình trạng của đồng xu được kiểm tra. Nếu obverse đã thay đổi, máy tính sẽ thắng, ngược lại chúng ta sẽ thắng. Điều này mang lại cho chúng tôi chính xác 50% cơ hội chiến thắng.
Nếu chúng ta chơi cùng một trò chơi với máy tính lượng tử, về cơ bản máy tính sẽ có 100% khả năng chiến thắng (trong một nghiên cứu, nó thắng 97% trong hơn 300 trò chơi khác nhau, 3% còn lại có lẽ là… do lỗi hệ thống). Nhưng làm thế nào điều này là có thể? Hãy tưởng tượng rằng mỗi vòng máy tính vẫn giữ vị trí chồng chất của nó, bởi vì nó không được nhìn thấy bởi bất kỳ người quan sát nào (không ai từ môi trường, kể cả chúng ta). Đồng thời, máy quyết định 30% ủng hộ nghịch và 70% ủng hộ để trạng thái hiện tại, ở vòng tiếp theo nó chọn trạng thái khác. Nhưng điều quan trọng nhất là máy tính lượng tử luôn chọn hai trạng thái khác nhau (khi chúng ta chỉ chọn một). Vào cuối trò chơi, khi kết quả được tiết lộ, làn sóng xác suất vỡ ra và… anh ta thắng.
Máy tính lượng tử có đang lừa dối chúng ta không? Không! Tôi biết là khó hiểu, nhưng hãy tưởng tượng rằng trong vài vòng này, máy tính đổ hai loại nước trái cây khác nhau vào một cái bát với tỷ lệ khác nhau, và cuối cùng tách cả hai thành phần của hỗn hợp, theo đúng nghĩa đen là "vượt qua" xác suất và luôn tạo ra sự lựa chọn đúng đắn. Thật khó tin, nhưng trong thực tế đây chính xác là những gì sẽ xảy ra.
Một hiện tượng khó hiểu, nhưng nó là một minh họa tốt cho sức mạnh của vật lý lượng tử. Ở cấp độ phân tử lượng tử, một máy tính như vậy sẽ tốt hơn nhiều trong việc phát triển, chẳng hạn như các loại thuốc mới. Nó chắc chắn sẽ hữu ích cho chúng ta trong điều kiện của đại dịch và để vượt qua các bệnh tật khác. Nhưng điều quan trọng nhất là một máy tính như vậy sẽ hữu ích trong sự phát triển của công nghệ thông tin dịch chuyển. Và đây không phải là những từ tầm thường! Khi có nhiều máy tính lượng tử trên thế giới, các phân tử lượng tử của mỗi máy tính đó sẽ có thể trộn lẫn (ghép đôi) với nhau. Sau đó, nếu chúng ta thay đổi thuộc tính của một trong số chúng, chúng ta cũng sẽ thay đổi trạng thái của phân tử được ghép nối. Cuối cùng, sẽ có thể gửi thông tin, bởi vì ngay sau khi nó được gửi, trạng thái ban đầu và cuối cùng có thể được xác định. Trong mọi trường hợp, chúng ta hãy nhớ lại những thành tựu của siêu máy tính lượng tử của Google. Trong 200 giây, ông đã thực hiện các phép tính cần tới ... 10 năm hoạt động của một siêu máy tính "bình thường" nhanh nhất. Vì vậy, bạn có thể thấy tiềm năng và sức mạnh to lớn mà nó mang theo.
Do đó, một kênh truyền tải hoàn toàn mới sẽ được tạo ra, điều mà chúng tôi thậm chí còn không mơ tới. Cũng giống như một sợi quang hoặc một kênh vô tuyến bây giờ. Và vì, như đã đề cập, về mặt lý thuyết không có giới hạn đối với khoảng cách dịch chuyển của trạng thái lượng tử, chúng ta cũng sẽ có thể liên lạc với các hành tinh khác ngay lập tức. Và một cách cực kỳ an toàn. Nhờ dịch chuyển tức thời, về mặt lý thuyết sẽ không thể "bắt" được thông tin. Mặt khác, nếu dịch chuyển tức thời trở nên khả thi, một người thông minh sẽ tìm ra cách để làm điều đó. Có lẽ chúng ta chưa biết nhiều và do đó không phải là những người đồng tính ...
Và bây giờ chúng ta đã kết thúc cuộc trò chuyện về tình trạng phát triển dịch chuyển tức thời hiện tại và tương lai. Phải thừa nhận rằng các kế hoạch trong tương lai trông thú vị hơn nhiều, đặc biệt là vì không phải tất cả chúng đều xa vời như bạn nghĩ. Cũng nên nhớ rằng chúng ta không thể đoán trước được tương lai thực sự sẽ như thế nào. Thế giới hiện đại đã chứng minh rằng đôi khi điều tưởng chừng như là viển vông cách đây 30 năm lại trở thành hiện thực ngày nay. Tất cả các luận án (đặc biệt là những luận án liên quan đến dịch chuyển tức thời của con người) đều dựa trên thông tin có sẵn và dự báo về sự phát triển của nghiên cứu. Do đó, chúng tôi hy vọng rằng công nghệ điện toán lượng tử sẽ sớm trở nên dễ tiếp cận và dễ hiểu hơn. Và, tất nhiên, chúng tôi muốn cuộc cách mạng này diễn ra trong suốt cuộc đời của chúng tôi. Tôi thực sự muốn xem làm thế nào một người có thể di chuyển ngay lập tức đến Sao Hỏa hoặc Alpha Centauri. Ước mơ, ước mơ, ước mơ ...
Đọc thêm: