Teleportation


Når fiction bliver science






For nyligt kunne man læse i Politiken (0): Forskerhold i Danmark er langt fremme med ny teknologi, der vil gøre det muligt at opløse en genstand og gendanne den som kopi et andet sted.

Og det var ikke under ATS. Ej heller noget fra en anmeldelse af en science fiction-historie. Egentlig er det ikke engang en nyhed at man forsker i teleportation. Det mest forbløffende er måske at det sker i København...


Lad os gå et årti tilbage



I 1992 beviser den amerikanske forsker Charles H. Bennett at teleportation i teorien er mulig.

I 1998 hører vi nyheden om at det lykkedes at flytte nogle få fotoner nogle få centimeter. Forsøget skete på California Institute of Technology ledet af Professor Eugene Polzik.

Han er siden flyttet til Danmark og er nu, sammen med 3 danske forskere fra center for kvantefysik i Århus, klar til næste skridt. På Niels Bohr instituttet i København vil man til at flytte milliarder af atomer flere meter


Så let er det heller ikke



Problemet er, at man ikke kan have en kopi og en original på samme tid. Derfor er vi reelt nødt til at overføre informationer om et objekt uden at vide, hvad det er, vi overfører. Men det er faktisk muligt... ifølge Eugene Polzik.

Hvis vi kan genskabe alle originalens tilstande, så vil man ikke kunne skelne kopien fra originalen. Vi kan ganske vist ikke opretholde telefonforbindelsen mellem objekterne i mere end et millisekund, men det gør det alligevel i princippet muligt at teleportere et objekt så langt væk som 300 kilometer. ifølge phd-studerende Brian Julsgaard.

Hvor langt er der så til at mennesket kan rejse til månen på 1 sekund?
Mindst to faktorer afgør resultatet: hvor langt skal man sende hvor meget?

Afstanden til månen er ca 300.000.000 meter, lig med 1 lyssekund. Et menneske indeholder ca 10 kvintilliarder atomer (eller 10000000000000000000000000000 atomer, som opløses i elementarpartikler, som opløses i kvarker, som opløses i... osv...).

Der er altså stadig langt til at kapaciteten er tilstrækkelig. Imidlertid er der et andet problem, der skal løses først. Med den nuværende metode kan man genskabe en kopi et vilkårligt andet sted - men originalen skal destrueres. Under de omstændigheder ville jeg ikke have lyst til at rejse så meget som en millimeter.


Praktiske muligheder



Information kan bevæge sig med lysets hastighed. Energi ligeså. Men fast stof er stadig noget der skal slæbes af sted; dyrt, besværligt og langsomt...

De første mulige praktiske anvendelser af teleportation har dog ikke meget med rejser at gøre: Kvantecomputere og kvantekryptering.

Kvantecomputere

:

Nuværende computere er stort set serielle maskiner; meget hurtige men kan kun regne på een ting af gangen. Kvantecomputere kan derimod være massivt parallelle. Og derved mange, mange gange hurtigere...

Hvis vi starter med en almindelig computer - en pc - så har man i en almindelig pc en bus - kalder man den - som går ind i lageret f.eks. og aflæser de data der nu ligger i lageret for så at bringe dem videre bl.a. til processoren.

I kvantecomputeren får man brug for noget der ligner - formodentligt - og i kvantecomputeren - i kvantesystemer - kan vi ikke gå ind og aflæse så nemt som man kan i en klassisk pc. Så derfor får vi brug for teleportation eller noget der ligner for at agere bus i kvantecomputeren - dvs for at gå ind og hente vores data i lageret og føre dem til processoren f.eks.

Så det er nok i virkeligheden den nærmeste anvendelsesmulighed indenfor overskuelig fremtid af vores teleportation. Jens L. Sørensen, fra kvanteoptisk laboratorium


Kvantekryptering

:

Kvantekryptering betyder bl.a. at data ikke kan aflæses uden at ødelægge dem. Informationen kan altså ikke aflæses uset.

Eugene Polzik regner med at en prototype kan være klar om et par år. Århus Universitet har fået en bevilling fra Thomas Thriges Fond, der over de næste 2 år finansierer et samarbejde mellem universitetets dataloger og fysikere om at udvikle en decideret kvantekrypteringsmaskine.

Det vigtigste problem ved kvantekryptografi er dog, hvor langt man kan sende informationerne. Vores verden er jo ikke perfekt. Når man sender lys igennem fibre, går der fotoner tabt. Og når du sender en masse informationer, som i almindelig kommunikation, så er det i orden at du kun modtager halvdelen i den anden ende. Men når du kun sender én foton, så er der ikke meget at miste. Så det er vigtigt at have så gode lysledere som muligt. Nutidens lysledere begrænser de afstande man kan sende kvantekrypterede informationer til 20-30 kilometer. siger Eugene Polzik.


Rejser versus transport



Problemet med at originalen skal destrueres er måske ikke så fatalt endda. I hvert fald ikke for ting, der i forvejen er temmelig døde (3). Vi foretrækker normalt at tingene kommer til os, i stedet for omvendt. Hvis teleportation forstås som transport af ting, er der således ikke noget problem.

Eksempel: Hvis man vil rejse til månen for at transportere nogle klippestykker tilbage for en nærmere analyse, er teleportation ikke muligt for astronauterne. På den anden side ville rejsen måske også være ret overflødig, hvis man kunne teleportere udvalgte stykker af månen ned på jorden. Fra laserens synspunkt er månen kun 1 sekund væk...


Kommunikation



Når man overvejer transport af ting, må man huske på at der er masser af 'ting' der ikke er håndgribelige objekter, men information. Og i betragtning af hvor meget tid vi efterhånden bruger foran en skærm (1), er vi åbenbart ret glade for ting vi ikke kan holde i hånden. Men alligevel forholde os til. Uhåndgribelighed kan godt eksistere i håndfaste former.

Kommunikationsformer som telegraf, radio, tv og internet fungerer alle med lysets hast (2). Overførslen af information sker derfor i praksis øjeblikkeligt. Men dette gælder kun på jorden - ikke udenfor. Forskellen er drastisk: Information kan sendes rundt om jorden på mindre end ½ sekund. Men fra den ene ende af solsystemet til den anden vil der gå 2 år. Kort sagt, lyset er en snegl når vi først bevæger os udenfor kloden. Og hinsides..?

Hvis man ville kommunikere fra den ene ende af galaksen til den anden, ville det svare til at fx EU og USA kommunikerede via røgsignaler over Atlanten. Signalet ville blive extremt fortyndet (og forurenet) undervejs og det ville tage en halv evighed at nå frem. Men netop samme problem har man med elektromagnetiske signaler over større afstande.

Derfor undrer det mig overhovedet ikke, at vi endnu ikke har modtaget nogle radio/tv-signaler fra udenjordiske civilisationer. Men når vi kommer i gang med at teleportere information, vil det måske blive en anden sag. Vi vil måske opdage at der allerede er 'trængsel på linien'';. Og måske vi ligefrem bliver nødt til at ansøge om en 'sendetilladelse' hos højere instanser end Jorden...?

Jeg indrømmer gerne at dette stadigvæk må betegnes som science fiction. Men teleportation i sig selv er ved at bevæge sig fra fiction til science....

Mads Dam, marts 2003


Eugene Polzik på nettet:

www.phys.au.dk


Science fiction om teleportation



John Brunner: The infinity of go.
Alfred Bester: Tyger Tyger.
Philip K. Dick: The unteleported man (aka Lies inc)


Noter



(0)
Politikens artikel kan læses her

(1)
Det vestlige menneske bruger gennemsnitligt 3-4 timer dagligt foran tv-skærmen. Dertil kan man så lægge tiden foran computerens monitor. Og begge tal er stigende...

(2)
Information kan bevæge sig med lysets hast - lige indtil det støder på den første bureaukratiske instans. Derefter spredes den i alt for mange kopier hvoraf de fleste alligevel ender i ulæste arkiver...

(3)
De fleste ting er desuden i forvejen masseproducerede kopier. Ligesom originalt håndværk i dag er en luksus. Man regner med at der i et gennemsnitligt skandinavisk hjem befinder sig 20000 enkeltgenstande. Men hvor mange er originaler?