آیا دور نوردی (teleportation) روزی برای انسان ممکن خواهد شد؟

---

مطلب قبلي: چاپي، روباتي از نسل آينده

مطلب بعدی: مروری بر تکنولوژی نقاط کوانتومی

 

 

 

اخیراً به نظر می‌رسد که دنیای تحقیقات به سرعت در حال عملی کردن پاسخ های ممکن به این سوال هستند: «اگر می‌توانستی چه ابر نیرویی را انتخاب می‌کردی؟» برای کسانی که به نامرئی شدن علاقه‌مند هستند، مهندسان ماده عجیبی را اختراع

کرده‌اند که قادر است تمام نور جسم را به گونه‌ای خم کند که جسم از دید خارج شود. برای کسانی که به تله‌پاتی (telepathy) علاقه‌مند هستند، متخصصین اعصاب بر روی روش‌هایی کار می‌کنند که امواج مغز شخص را خوانده و به مغز شخص دیگری منتقل می‌کند.

شاید یکی از غیرعادی‌ترین ابرنیروها دورنوردی باشد، توانایی رسیدن به مکانی بدون طی مسیر آن. تصور کنید که قادر باشید در اتاق خود از حالت ماده خارج شوید و لحظه‌ای بعد در ونیز یا جنگل های آمازون و یا در حلقه‌های زحل (البته با لباس فضایی

مناسب) ظاهر شوید. این ایده به قدری اغوا کننده می‌باشد که از ابتدای تاریخ فیلم‌های علمی تخیلی از جمله پيشتازان فضا و Doctor Who یک نقطه اتکا برای این داستان‌ها بوده است، هر چند این کار از دید عقل سلیم انجام نشدنی به نظر می رسد.

خوشبختانه مقاله‌ای مربوط به سال 1993 با تیتر "Teleporting an Unknown Quantum State Via Dual Classical and Einstein-Podolsky-Rosen Channels." نشان داد عقل سلیم تعیین کننده‌ی قوانین فیزیک کوانتوم نیست. در این مقاله تیمی به رهبری چارلز بنت از مرکز تحقیقات تی.جی واتسون شرکت IBM نشان دادند که چگونه می توان دو ذره را از روشی مشخص به هم پیوند داد و حتی در فواصل زیاد به هم متصل نگه داشت.
این پیوند که در هم تنیدگی کوانتومی نامیده می شود قدرت قابل توجهی دارد. این پیوند به شخصی که یکی از ذرات را نگه داشته است اجازه می دهد اطلاعات - "حالت کوانتومی نامشخص" در تیتر مقاله – را برای شخصی که ذره‌ی دیگر را در اختیار دارد بدون هیچ تأخیری ارسال کند. به دلیل وجود این پیوند عجیب کوانتومی اطلاعات بدون این که به شکل فیزیکی بین آنها رد و بدل شود از یک شخص برای دیگران ارسال می شود. اطلاعات بدون طی مسیر به مقصد می رسد.
جا به جا کردن اطلاعات از یک ذره به ذره دیگر شاید مشابه با اتفاقی که در فیلم پيشتازان فضا می‌افتد نباشد اما از لحاظ بنیادی آنها دو نسخه از یک فرآیند یکسان می باشند. هر اتم بدن کاپیتان کِرک (از شخصیت‌های پيشتازان فضا) مجموعه ای از اطلاعات می‌باشد (نوع اتم، مکان، حالت انرژی و غیره) بنابراین کاپیتان در کُل مجموعه‌ای بزرگ از آن اطلاعات می باشد. با جابه‌جا کردن اطلاعات مربوطه به سطح یک سیاره دیگر می توان کاپیتان را دقیقاً به همان شکلی که در سفینه بوده است بازسازی کرد.

فناوری دورنوردی از سال 1993 به سرعت پیشرفت کرده و هم اکنون در آزمایشگاه‌ها تست می‌شود. اما همانطور که خدمه سفینه فضایی Enterprise در فیلم پيشتازان فضا مرتباً متوجه شدند، درست انجام دادن دورنوردی انسان سخت و غلط انجام دادن آن آسان می‌باشد. شاید راه های بهتر و ساده‌تری برای کسب این اَبَرنیرو وجود داشته باشد.

کامپیوتر کوانتومی
حتی شکل‌های محدود دورنوردی نیز بسیار مهم هستند. فیزیکدانان به سختی در تلاش هستند تا یک کامپیوتر کوانتومی بسازند که در آن به جای ترانزیستور اطلاعات توسط اتم‌ها یا ذرات پردازش شود. چنین کامپیوتری می‌تواند پردازشگرهای رایج را تا حد چشمگیری در محاسبات خاصی چون شکستن کُد و حل معادلات پیچیده ارتقا دهد.

جالب‌تر این که یک کامپیوتر کوانتومی می تواند به اولین شبیه سازی واقعی از پدیده‌های کوانتومی منتهی شود. زیست شناسی، شیمی و فناوری نانو همه اساساً در سطح کوانتوم عمل می کنند. توانایی درک این فرایندها با استفاده از مفاهیم خودشان می‌تواند جهش بزرگی باشد.

 
دورنوردی کلید دستیابی به فناوری محاسبات کوانتومی است زیرا به شما اجازه می‌دهد اطلاعاتی را که کامپیوتر تولید کرده، بدون ایجاد اختلال در باقی سیستم از آن خارج کنید. بدون دورنوردی چنین کاری ممکن نخواهد بود. سال گذشته، تیمی به رهبری آلکس کازمیچ در دانشگاه صنعتی گرجستان شکلی عملی از دورنوردی اطلاعات را از طریق درگیری اتم ها و فوتون‌های (ذرات نور) کامپیوتر نشان دادند. زمانی که بتوانید این کار را انجام دهید پس خواهید توانست با استفاده از این پیوند کوانتومی داده‌ها را از کامپیوتر خود خارج کنید و به هر جا که نیاز دارید بفرستید.
و زمانی که شما بتوانید یک کامپیوتر کوانتومی بسازید چیزهای ممکن بیشتر خواهد شد. کازمیچ و دیگران یک شبکه کوانتوم را در نظر دارند که چندین کامپیوتر را به هم متصل می‌کند و ارتباطاتی با سرعت بسیار بالا بین آنها برقرار می‌کند. اگر فکر می‌کنید این ایده آشناست، درست حدس زده‌اید، این نسخه‌ی کوانتومی اینترنت است.
اولین دلیل برای وارد شدن به این مسیر امنیت است. کار کردن با ذرات متصل به هم دقت بالایی لازم دارد که همین امر آن را به شکل فوق العاده‌ای خصوصی می‌کند. اگر کسی سعی کند پیامی را استراق سمع کند این عمل کل فرآیند دورنوردی را مختل می کند. بنابراین هر پیامی که از طریق اینترنت کوانتومی فرستاده می‌شود کاملاً ایمن خواهد بود.

ولي ما چطور؟
اگر شما هم شبیه من باشید دوست دارید در مورد اشکال نامحدود دورنوردی بدانید، شکلی که در آن انسان را از مکانی به مکان دیگر ببرد. اجازه دهید با دو فرض فلسفی و فنی اشتیاق شما را بیشتر کنم.
اولاً برای خارج کردن تمام اطلاعات از بدن کاپیتان کرک (یا بدن شما) دانستن حالت فیزیکی تمام اتم‌ها لازم است که این خود مستلزم به انجام تجزیه‌ی کامل است. هر بار که کاپیتان کرک درون دستگاه انتقال‌دهنده قدم می‌گذارد، مرتکب خودکشی می‌شود و سپس مجدداً در جای دیگر متولد می‌شود. دوماً میزان اطلاعاتی که برای بازسازی او نیاز است بسیار زیاد است - در حدود ۴.۵*۱۰^۴۲  بیت، که در قسمتی از یک پروژه فیزیکی سرگرم کننده در دانشگاه Leicester محاسبه شد -
کسی نمی‌داند چگونه می‌توان این حجم عظیم از اطلاعات را جمع کرد و انتقال داد. همچنین به خاطر داشته باشید که کوچکترین اختلال باعث از بین رفتن اتصال کوانتومی می‌شود. فرآیند جمع کردن مجدد اتم‌های شما ترتیب اطلاعات را به هم خواهد زد. در این مرحله، این عمل خودکشی خواهد بود چرا که تولد مجددی در مقصد به دنبال نخواهد داشت.
با این حال اگر تعریف را کمی تغییر دهید شرایط دورنوردی خیلی ایمن‌تر خواهد شد. مغز انسان قادر است خود را بیرون از بدن و درون اشیا یا فضاهای مجازی تجسم کند. سازمان فضایی آمریکا (NASA) در حال استفاده از این قابلیت در پروژه‌ی Human Exploration Telerobotics است، پروژه‌ای که در آن فضانوردان ربات‌هایی را در جاهایی که خطرناک یا غیر قابل دسترس هستند می‌برند. به زودی یک فضانورد مکانیکی قدم به خارج از ایستگاه فضایی بین المللی خواهد گذاشت. در آینده‌ی نزدیک، شاید شما بتوانید با استفاده از یک مریخ نورد یا دست مکانیکی که شهاب سنگی را لمس می کند، اکتشافات فضایی را تجربه کنید.

اگر این مثال برایتان جالب نیست، یک ماشین فکس DNA چطور؟ یک استاد بایوتکنولوژی به نام کرگ ونتر پیشنهاد داده است که اگر زندگی میکروسکوپی در مریخ یافت شود، ما می‌توانیم همان‌جا ترتیب ژن‌های آنها را شناسایی کنیم و اطلاعات را به زمین منتقل  کنیم تا آن‌ها را روی زمین بازسازی کنیم. ونتر اشاره می کند که در اصل این فرآیند می تواند به شکل دیگری نیز پیش برود: فرستادن DNA انسان همراه با یک محفظه مناسب جهت رشد و نمو انسان به سیاره ای دور تا انسان ها در آن سوی دیگر مجدداً سنتز شوند.

الگوي DNA

با این حال شبیه سازی هم نمی تواند فانتزی ابر نیروی دورنوردی را به طور کامل محقق کند. چیزی که در اصل می خواهید یک انتقال ذهن کامل به همزادتان در دور دست ها می باشد، تا شما بتوانید واقعاً آنجا باشید. این امر شاید مشکل دور نوردی را از تقریباً ناممکن به خیلی مشکل کاهش دهد. با این حال هنوز هم مشکل حجم بسیار زیاد اطلاعات موجود در مغز باقی مانده است. اما اگر قبول داشته باشید که اطلاعات تنها چیزی است که ذهن را تعریف می کند، این عمل امکان پذیر خواهد شد و دیگر نیاز نخواهد بود تا اتم‌ها را به دقت در جاهای درست خود قرار دهید.
تمام این احتمالات یک چیز مشترک داشتند. صرف نظر از اینکه به خود به عنوان توده ای از اتم‌ها، ترتیبی از DNA، یک سری از ورودی‌های حسی یا یک فایل کامپیوتری نگاه کنید، در تمام این تفسیرها شما چیزی نیستید به جز مجموعه ای از داده‌ها. طبق اصل یگانگی (Unitarity) اطلاعات کوانتومی هرگز از بین نمی روند. این دو جمله را کنار هم بگذارید، نتیجه این خواهد شد: در بنیادی‌ترین سطح ، قوانین فیزیک می‌گوید که شما ابدی هستید.
جاودانگی و ابدی بودن هم به نظر اَبَرنیروی جالبی خواهد بود.

منبع:

Will human teleportation teleportation ever be possible?

منابع مفيد:

انتقال به راه دور

کامپيوترهاي کوانتمي

رمزنگاري کوانتمي ۱

رمزنگاري کوانتمي۲

رمزنگاري کوانتمي۳

How Teleportation will work

Teleportation

مطلب قبلي: چاپي، روباتي از نسل آينده

مطلب بعدی: مروری بر تکنولوژی نقاط کوانتومی