Wie Funktioniert Teleportation?

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Teleportation kombiniert eigenschaften von telekommunikation und transport. Erfahren sie mehr über experimente in teleportation, quantenteleportation und genetischem klonen.

Sind Sie krank von diesen wahnsinnigen Schulabfahrten? Die Sehnsucht nach einem morgendlichen Pendelverkehr, der frei ist von der Autobahn und dem öffentlichen Verkehr?

Nun, zum Glück für Sie, die Wissenschaft arbeitet an einer Antwort, und es könnte nur so einfach sein, Ihren Körper bis auf die subatomare Ebene abzusuchen, alle Ihre Lieblingsstellen an Punkt A zu vernichten und dann alle gescannten Daten an Punkt B zu senden, wo Ein Computer baut Sie in Sekundenbruchteilen aus dem Nichts auf.

Sicher, es bedeutet, dass Ihr Kind jeden Morgen in einem subatomaren Holzhäcksler untergebracht wird, aber denken Sie nur an die ganze Zeit, die Sie sparen!

Es heißt Teleportation, und Sie wissen es wahrscheinlich am besten von "Star Trek" und "The Fly". Wenn sie für den Menschen realisiert würde, würde diese erstaunliche Technologie es ermöglichen, große Entfernungen zu überwinden, ohne den Raum dazwischen zu überschreiten. Der weltweite Transport wird augenblicklich und das interplanetare Reisen wird buchstäblich ein kleiner Schritt für den Menschen.

Zweifelhaft? Bedenken Sie für einen Moment, dass Teleportation seit 1993 nicht mehr streng Science-Fiction ist. In diesem Jahr wurde das Konzept vom Bereich der unmöglichen Phantasie zur theoretischen Realität verschoben. Der Physiker Charles Bennett und ein Team von IBM-Forschern bestätigten, dass eine Quantenteleportation möglich war, jedoch nur, wenn das ursprünglich zu teleportierende Objekt zerstört wurde. Warum? Beim Scannen wird das Original unterbrochen, sodass die Kopie das einzige noch erhaltene Original ist.

Auf diese Offenbarung, die Bennett erstmals auf einer Jahrestagung der American Physical Society im März 1993 angekündigt hatte, folgte ein Bericht über seine Ergebnisse in der Ausgabe der Physical Review Letters vom 29. März 1993. Seitdem haben Experimente mit Photonen gezeigt, dass Quanten-Teleportation tatsächlich möglich ist.

Die Arbeit wird heute fortgesetzt, da die Forscher Elemente der Telekommunikation, des Transports und der Quantenphysik auf erstaunliche Weise kombinieren.

Teleportation: Jüngste Experimente

Teleportationsexperimente verursachen in Science-Fiction ein Durcheinander, das zu Pavianen, gen-gespleißten Monstern und dematerialisierten Verrückten führt, wie es niemandem etwas angeht.

In der Realität sind die Experimente jedoch bisher gräuelfrei und insgesamt recht vielversprechend.

1998 machten Physiker des California Institute of Technology (Caltech) zusammen mit zwei europäischen Gruppen die Teleportationstheorie von IBM zur Realität, indem sie erfolgreich ein Photon teleportierten - ein Energieteilchen, das Licht transportiert.

Das Caltech-Team las die atomare Struktur eines Photons durch, sendete diese Informationen über ein etwa 1 Meter langes Koaxialkabel und erstellte eine Kopie des Photons auf der anderen Seite. Wie vorhergesagt, bestand das ursprüngliche Photon nicht mehr, als die Replik erschien.

Um das Experiment durchführen zu können, musste die Caltech-Gruppe ein kleines Etwas namens "Rock" tragen Heisenberg-Unsicherheitsprinzip. Wie jeder geschachtelte Quantenzustandskatzen Ihnen sagen wird, besagt dieses Prinzip, dass Sie nicht gleichzeitig den Ort und den Impuls eines Partikels kennen können. Es ist auch die Hauptbarriere für die Teleportation von Objekten, die größer als ein Photon sind.

Aber wenn Sie die Position eines Teilchens nicht kennen können, wie können Sie sich dann mit Quanten-Teleportation beschäftigen? Um ein Photon zu teleportieren, ohne das Heisenberg-Prinzip zu verletzen, verwendeten die Caltech-Physiker ein Phänomen, das als bekannt ist Verstrickung. In der Verschränkung benötigen Sie mindestens drei Photonen, um eine Quantenteleportation zu erreichen:

  1. Photon A: Das zu teleportierende Photon
  2. Photon B: Das transportierende Photon
  3. Photon C: Das Photon, das mit dem Photon B verschränkt ist

Wenn die Forscher versuchten, das Photon A ohne Verschränkung zu genau zu betrachten, würden sie es anstoßen und es dadurch verändern. Durch die Verschränkung der Photonen B und C können Forscher Informationen über das Photon A gewinnen. Die verbleibenden Informationen würden durch Verschränkung an B weitergegeben und dann an das Photon C weitergegeben. Wenn die Forscher die Informationen von Photon A auf Photon C anwenden, werden sie Informationen Erstellen Sie eine exakte Kopie des Photons A. Allerdings existiert das Photon A nicht mehr wie vor dem Senden der Information an das Photon C.

Mit anderen Worten, wenn Captain Kirk sich auf einen außerirdischen Planeten stürzt, wird eine Analyse seiner atomaren Struktur durch den Transporterraum zu seinem gewünschten Ort geführt, wo eine Kirk-Replik aufgebaut wird. Inzwischen entmaterialisiert das Original.

Seit 1998 haben sich die Wissenschaftler nicht mehr bis zum Teleportieren von Pavianen weiterentwickelt, da das Teleportieren lebender Materie unendlich schwierig ist. Ihr Fortschritt ist jedoch ziemlich beeindruckend. Im Jahr 2002 teleportierten Forscher der Australian National University erfolgreich einen Laserstrahl. 2006 teleportierte ein Team des dänischen Niels-Bohr-Instituts in einem Laserstrahl gespeicherte Informationen in eine etwa einen halben Meter entfernte Atomwolke.

"Es ist noch einen Schritt weiter, denn zum ersten Mal handelt es sich um Teleportation zwischen Licht und Materie, zwei verschiedenen Objekten", erklärte Teamleiter Dr. Eugene Polzik. "Einer ist der Informationsträger und der andere ist das Speichermedium" [Quelle: CBC].

Im Jahr 2012 haben Forscher der Universität für Wissenschaft und Technologie in China einen neuen Teleportationsrekord aufgestellt. Sie teleportierten ein Photon 60 Kilometer (81 Kilometer) weiter, als die vorherige Aufzeichnung [Quelle: Slezak]. Nur zwei Jahre später konnten europäische Physiker Quanteninformationen durch eine herkömmliche, für die Telekommunikation verwendete Glasfaser teleportieren [Quelle: Emerging Technology from the arXiv].

Angesichts dieser Fortschritte können Sie sehen, wie sich die Quantenteleportation auf die Welt des Quantencomputers auswirkt, noch bevor Ihre morgendliche Pendelzeit von Nutzen ist. Diese Experimente sind wichtig für die Entwicklung von Netzwerken, die Quanteninformationen bei Übertragungsraten weitaus schneller verteilen können als die derzeit leistungsfähigsten Computer.

Es kommt alles darauf an, Informationen von Punkt A nach Punkt B zu verschieben. Aber werden Menschen jemals auch diesen Quantenausflug machen?

Menschliche Teleportation

Seth Brundle, Jeff Goldblums Charakter in

Seth Brundle, Jeff Goldblums Charakter in "The Fly", erinnert uns daran, wie chaotisch das gesamte Teleportationsgeschäft sein kann.

Leider sind die Transporter von "Star Trek" und die Telepoden von "The Fly" nicht nur eine Zukunftsmöglichkeit, sondern möglicherweise auch eine physische Unmöglichkeit.

Schließlich kann ein Transporter, der es einer Person ermöglicht, sofort zu einem anderen Ort zu reisen, möglicherweise auch die Informationen dieser Person benötigen, um mit Lichtgeschwindigkeit zu reisen - und das ist laut Einsteins besonderer Relativitätstheorie ein großes Nein.

Damit eine Person teleportieren kann, müsste der Computer des Teleporters alle 10 Punkte ermitteln und analysieren28 Atome, aus denen der menschliche Körper besteht. Das ist mehr als eine Billion Billionen Atome. Diese Wundermaschine müsste dann die Informationen an einen anderen Ort senden, wo eine andere erstaunliche Maschine den Körper der Person mit exakter Genauigkeit rekonstruieren würde.

Wie viel Raum für Fehler wäre da? Vergessen Sie Ihre Angst, DNA mit einer Stubenfliege zu spleißen, denn wenn Ihre Moleküle sich nur einen Millimeter außerhalb des Platzes befinden, würden Sie mit schweren neurologischen oder physiologischen Schäden an Ihrem Ziel ankommen.

Und die Definition von "ankommen" wäre sicherlich ein Streitpunkt. Das transportierte Individuum würde nirgendwo "ankommen". Der gesamte Prozess würde weitaus wie ein Faxgerät funktionieren - ein Duplikat der Person würde auf der Empfangsseite erscheinen, aber was würde mit dem Original passieren? Was machen SIE mit Ihren Originalen nach jedem Fax?

Es liegt also nahe, dass jeder Erfolg hat bio-digitale Teleportation wäre ein Akt des Mordes und der Schöpfung. Bei jeder Verwendung wird die Digitalisierung jedes einzelnen Körpers sichtbar, die Schaffung eines genetischen Klons mit allen Erinnerungen, Emotionen, Hoffnungen und Träumen der Reisenden.

Die Originalkopie müsste sterben; Das heißt, es sei denn, wir sind cool mit der Vorstellung, uns jedes Mal zu duplizieren, wenn wir über Land fahren müssen, und jedes Mal, wenn der kleine Jimmy in die Schule geht, Kindstötung zu begehen.

Wie bei allen Technologien werden Wissenschaftler die zugrunde liegenden Konzepte der Teleportation sicherlich weiter verbessern. Eines Tages mögen solch eine harte Vision von Leben, Tod und Teleportation barbarisch und uninformiert erscheinen. Unsere Vorfahren spüren vielleicht, wie ihre Körper auf einer Welt verblassen und dematerialisieren, selbst wenn sich ihre Augen auf einem Planeten öffnen, der unzählige Lichtjahre entfernt ist.

Sehen Sie sich die Links auf der nächsten Seite an, um noch mehr über Quantenphysik und Teleportation zu erfahren.

Anmerkung des Autors: Wie funktioniert Teleportation?

Teleportation ist eine dieser "Frankenstein" -Technologien, die uns in Angst und Schrecken versetzt, während sie uns inspirieren. Sicherlich ist die Kraft, sofort von New York nach Bangkok oder von der Erde nach Alpha Centauri zu reisen, sicherlich eine Macht, die es wert ist, danach gegriffen zu werden. Es könnte letztendlich das Überleben der Menschheit garantieren, und ihre peripheren Technologien könnten das, was es ist, menschlich zu sein, grundlegend ändern.

Wenn eine Maschine alles, was Sie sind, digitalisieren und auf der anderen Seite des Planeten neu aufbauen kann, warum dann mit einer perfekten Kopie? Wie wäre es mit einer verbesserten Kopie, die jünger, intelligenter, stärker und glücklicher ist? Warum sollten Sie sich jemals Sorgen machen, wenn Sie alt werden, wenn Sie einfach den Teleporter passieren und erneuert auftauchen können?

Bio-digitale Teleportation verführt und verfolgt uns. Aus diesem Grund beinhalten viele unserer Sci-Fi-Visionen eine inhärente Tragödie und entmenschlichen Horror. Denn wenn wir es jemals schaffen, haben wir Leben, Tod, Materie, Raum und Zeit gemeistert. Sicherlich sollte eine Barriere zwischen der Menschheit und einer solchen Göttlichkeit bestehen, oder? - Robert Lamb


Videoergänzungsan: WIE FUNKTIONIERT TELEPORTATION? [Compact Physics].




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