Apakah teleportasi mungkin secara ilmiah? Akankah kita segera dapat melakukan perjalanan dunia hampir secara instan? Hari ini kami akan mencoba memberi tahu apa yang baru di area ini.
Teleportasi telah menjadi impian manusia sejak awal dunia. Seseorang ingin langsung bergerak di luar angkasa, bepergian, tanpa membuang waktu untuk perjalanan yang melelahkan dalam jarak jauh. Topik ini telah lama hadir dalam banyak karya budaya pop, tetapi masih menjadi bahan penelitian. Meskipun, pada tahun 2004, bahkan terdaftar paten pada "sistem teleportasi seluruh tubuh", sudah ada keberhasilan pertama dalam penelitian teleportasi, tetapi mereka membuktikan bahwa itu sama sekali tidak seperti yang kita harapkan dari teknologi ini.
Mengapa topik teleportasi begitu menggugah imajinasi umat manusia? Jika kita membuat daftar teknologi yang paling diinginkan di dunia, teleportasi akan menjadi yang terdepan. Bayangkan berapa banyak masalah yang akan kita selesaikan jika kita bisa berpindah tempat secara instan. Sayangnya, ada banyak indikasi bahwa teleportasi dalam bentuk yang ingin kita lihat, setidaknya untuk saat ini, berada di luar jangkauan kita. Namun, ini tidak berarti bahwa teleportasi tidak mungkin dilakukan sama sekali. Dia hanya terlihat berbeda dari yang kita bayangkan.
Seseorang tidak dapat berbicara tentang teleportasi tanpa pengenalan singkat tentang dasar-dasar fisika kuantum. Dan ini, pada gilirannya, dapat membuat banyak orang enggan membaca artikel lebih lanjut. Tapi percayalah, kami tidak akan menggali terlalu dalam ke daerah kumuh itu, tetapi akan mencoba secara dangkal, dengan kata-kata sederhana dan dengan contoh yang jelas, menjelaskan prinsip teleportasi. Mari kita coba jelaskan bagaimana cara kerjanya sekarang. Tetapi mengapa saya mengatakan dengan tepat "cara kerjanya sekarang"? Apakah ini sudah terjadi? Ya, tuan dan nyonya, langkah serius pertama telah diambil. Namun, para ilmuwan berhasil melakukan teleportasi bukan orang, peralatan, atau material, tetapi informasi. Apakah kami berhasil membuat Anda penasaran? Baca terus untuk hal yang sama.
Kemajuan dalam penelitian teleportasi
Semua orang tahu apa itu teleportasi, tetapi tidak semua orang tahu bahwa beberapa langkah telah diambil dalam perkembangannya. Dan sudah lama sejak Einstein menangani masalah ini. Para ilmuwan telah menemukan bahwa segala sesuatu dimulai pada tingkat skala mikro, yaitu pada tingkat partikel kuantum. Ketika partikel kuantum ini mulai dipelajari, perilaku aneh mereka diperhatikan. Proses interaksi mereka benar-benar berbeda dari apa pun yang dapat dilihat dengan mata telanjang dalam skala makro. Ternyata kuantum partikel bisa berada di dua tempat sekaligus. Para ilmuwan menyebutnya prinsip superposisi. Namun, superposisi hanya terjadi ketika partikel tidak berinteraksi satu sama lain, yaitu, tidak ada yang terjadi pada mereka. Ketika mereka diam, kita berbicara tentang apa yang disebut keruntuhan gelombang probabilitas. Saya menyadari bahwa banyak dari Anda merasa sulit untuk memahami semua ini. Cara termudah untuk menggambarkan keadaan ini adalah dengan bantuan bit komputer. Seperti yang Anda ketahui, mereka bekerja dalam sistem biner, yaitu, mereka bisa menjadi nol atau satu. Dan qubit (bit kuantum) bisa menjadi "nol" dan "satu" pada saat yang sama - sampai gelombang probabilitas runtuh.
Einstein berhasil menemukan apa yang disebutnya "interaksi hantu di kejauhan". Dalam perjalanan penelitiannya, ternyata partikel biasa dapat terjalin pada tingkat kuantum. Tanpa merinci, saya akan mengatakan bahwa dua partikel tersebut dapat kawin, meskipun mereka memiliki sifat yang berbeda (misalnya, momentum). Dan sekarang yang paling menarik adalah setelah berpasangan, sifat salah satunya berubah, sekaligus mengubah sifat partikel lainnya. Terlepas dari jarak mereka! Dan inilah tepatnya yang bekerja pada teleportasi hari ini. Jika Anda mencoba menggambarkannya dengan kata-kata sederhana, tentu saja, karena semakin jauh ke dalam hutan...
Di laboratorium, para ilmuwan berhasil mentransfer keadaan partikel dari titik A ke titik B, tetapi dengan ini, tidak ada informasi spesifik tentang partikel ini yang ditransmisikan. Mengapa? Masalah utama adalah bahwa, berdasarkan keadaan penelitian saat ini, kedua belah pihak tidak dapat menetapkan informasi awal ini, yaitu, para ilmuwan tidak dapat menentukan apa yang datang lebih dulu dan apa yang datang berikutnya. Hampir seperti ayam dan telur. Pada tahap ini, ada baiknya menyoroti konsep-konsep ini. Ternyata informasi adalah sesuatu yang jauh lebih rumit daripada perilaku partikel itu sendiri.
Dan inilah batasan utama dalam perkembangan teknologi teleportasi, yang sekaligus menyoroti apa yang bisa dicapai di masa depan, dan apa yang mungkin tidak bisa dicapai. Mari kita rangkum. Saat ini, kita dapat "memasangkan" partikel satu sama lain di tingkat kuantum. Kita dapat mentransfer keadaan partikel dari titik A ke titik B, tetapi kita tidak mentransfer informasi yang diperlukan. Kami tidak memiliki kemampuan teknologi untuk mengembangkan saluran khusus yang akan mengirimkan informasi ini dengan kecepatan cahaya. Di Bumi, kami mengirimkan informasi melalui saluran radio atau serat optik, tetapi ini adalah tingkat yang sama sekali berbeda.
Baca juga: Tentang komputer kuantum dengan kata-kata sederhana
Trik koin
Jadi mengapa kita tidak melakukan teleportasi informasi dalam skala besar ketika kita tampaknya telah menguasai teknologinya? Yah, tidak semuanya sesederhana kelihatannya. Kami tidak sepenuhnya mengontrol keadaan kuantum (dan dengan demikian hasil teleportasi) yang kami dapatkan. Untuk menjelaskan hal ini, para ilmuwan menggunakan contoh koin.
Kami memiliki dua koin terjerat dalam dimensi kuantum. Masing-masing dapat memiliki salah satu dari dua status - depan atau belakang, satu ke pengirim, yang lain ke penerima. Setelah belitan, jika yang pertama menunjuk ke depan, yang kedua juga harus menunjuk ke depan. Untungnya atau sayangnya, ini kurang lebih cara kerjanya dalam fisika kuantum. Mengetahui hal ini, pengirim mulai memutar koin pertama dan pada saat yang sama koin berputar ke koin yang dikirim. Sementara koin berputar, tidak ada yang tahu hasilnya. Baik pengirim maupun penerima. Sampai koin pengirim berhenti, ia tidak tahu informasi apa yang sebenarnya dikirim ke penerima. Singkatnya, kami mengirim "sesuatu", tetapi kami tidak benar-benar tahu apa. Sampai dikirim, informasi tetap dalam superposisi.
Keterbatasan ini membuat tidak mungkin untuk mengirim informasi spesifik pada tahap pengembangan ini, karena pengirim tidak dapat menentukan apakah kami akan menerima apa yang ingin dia kirim. Jadi, tidak ada saluran transmisi yang memeriksa informasi di kedua sisi. Komputer kuantum dapat membantu kita di sini, tetapi mereka baru saja muncul, dan sejauh ini mereka cukup primitif. Kami akan berbicara tentang mereka hari ini.
Baca juga: Blockchains of Tomorrow: Masa depan industri cryptocurrency dengan kata-kata sederhana
Apakah teleportasi manusia bahkan mungkin?
Di sini kita sampai pada pertanyaan paling penting bagi banyak orang. Jadi, bisakah kita berpikir untuk memindahkan orang atau organisme lain berdasarkan kenyataan hari ini? Yah, mungkin tidak ada satu orang pun di Bumi yang bisa menjawab pertanyaan ini dengan tegas. Namun, melihat arah perkembangannya, saya pribadi berpikir bahwa itu harus dilupakan untuk saat ini. Mengapa?
Perhatikan bahwa ketika kita berbicara tentang teleportasi, kita selalu berbicara tentang mentransfer keadaan partikel. Oleh karena itu, partikel ini harus dalam keadaan "terdefinisi". Sementara itu, otak manusia berubah setiap mikrodetik. Miliaran sinapsis, elektron, impuls - proses ini hampir tidak mungkin dihentikan. Tampaknya otak adalah tempat penyimpanan informasi yang diterima dari lingkungan. Maka mungkin saja untuk menteleportasi seseorang dengan informasi itu, tetapi itu pasti bukan orang yang sama dengan otak yang sama seperti ketika "gerakan" itu dilakukan. Bagaimanapun, keadaan itu sendiri adalah semacam catatan, dan dalam kasus pusat saraf kita, bahkan tidak ada "keadaan" awal. Kecuali kita berbicara tentang paranormal.
Tentu saja, ini hanya tebakan dan asumsi, karena saat ini tidak ada yang bisa memprediksi dengan jelas apa yang akan terjadi di masa depan. Namun, arah penelitian dan pengembangan teknologi teleportasi saat ini membuat kita mengerti bahwa kita akan pergi ke arah yang berbeda.
Apakah masa depan teleportasi terkait dengan komputer kuantum?
Jadi apakah ada masa depan dalam teleportasi, dan apakah itu? Terobosan lain dalam topik ini terjadi pada tahun 2019. Seperti yang telah kami sebutkan, teleportasi keadaan kuantum secara teoritis dimungkinkan untuk jarak berapa pun. Hanya secara teoritis, karena belum sepenuhnya diselidiki, tetapi fakta bahwa partikel bergerak pada jarak lebih dari 500 kilometer dapat membuktikannya. Kita juga tahu bahwa sejauh ini unit informasi yang paling kompleks adalah qubit terkecil (yaitu, "bit" yang terkenal dalam superposisi).
Meskipun demikian, karena runtuhnya gelombang probabilitas selama pengamatan, sejauh ini kami berhasil melakukan teleportasi ke status 0 atau 1, dan tidak ada yang lain. Beberapa waktu lalu, dua tim ilmuwan independen berhasil mengirimkan superposisi tiga keadaan sekaligus, yang mereka sebut sebagai pemotong. Namun, itu tidak sepenuhnya berhasil, tetapi upaya itu sendiri menunjukkan dengan baik bahwa para ilmuwan tidak melupakan teleportasi. Apa artinya ini untuk kita? Singkatnya, ini berarti bahwa kita sangat lambat, tetapi masih meningkatkan kekuatan, yang di masa depan dapat menyebabkan transmisi informasi penuh pertama.
Di penghujung tahun 2019, situasi semakin menarik. Sebuah tim ilmuwan dari Zurich berhasil teleportasi kuantum data. 10000 bit kuantum (qubit) ditransfer antara sistem komputer yang beroperasi secara independen dalam satu detik. Mereka membangun sebuah chip komputer dengan elektronik berukuran tiga mikron. Dua adalah pemancar sedangkan yang ketiga adalah penerima. Elektron terjerat pada suhu mendekati nol mutlak berarti bahwa data yang dikirim ke pemancar juga muncul di penerima, yaitu menurut prinsip fisika kuantum. Dan mengapa kita berbicara tentang teleportasi dan bukan hanya transfer data? Yah, karena tidak ada kabel atau jalur lain yang ditunjuk antara sistem.
Saya percaya bahwa semua masalah yang dibahas di atas menciptakan versi peristiwa yang agak pesimistis, yang pada gilirannya akan mencerminkan antusiasme Anda terhadap subjek tersebut. Tapi ini bukan waktunya untuk panik dan kehilangan minat pada topik teleportasi. Ilmu pengetahuan tidak tinggal diam. Dengan berkembangnya penelitian tentang teleportasi keadaan partikel kuantum, peralatan berupa komputer kuantum akhirnya mulai bermunculan. "Apa hubungannya ini dengan topik kita?" - Anda bertanya. Nah, dengan bantuan mereka, kami ingin mencapai pembuatan saluran kuantum terpisah. Berkat ini, informasi dapat diteleportasi, alih-alih mengirimnya, seperti sekarang, dengan bantuan serat optik, antara lain (tentu saja, kita berbicara tentang "distribusi tradisional", bukan tentang partikel kuantum) . Ya - ini adalah cara pengaruh yang seharusnya dari "pengirim koin" pada hasil peredarannya pada koin penerima.
Pekerjaan komputer semacam itu menarik untuk dijelaskan, jika Anda memahami bahwa komputer kuantum tidak dapat dibandingkan dengan PC desktop biasa. Ini sama saja dengan mengatakan bahwa lampu pijar hanyalah "lilin yang lebih kuat". Ini adalah teknologi yang sama sekali berbeda yang bahkan tidak mirip satu sama lain. Dan seperti halnya komputer modern bekerja dengan dua keadaan dalam sistem biner (0 dan 1), komputer kuantum dapat bekerja dengan keadaan yang berada dalam superposisi. Jadi, misalnya, mereka bisa menjadi 60% nol dan 40% satu sekaligus. Kedengarannya rumit, jadi mari kita beralih ke contoh lain.
Kami bermain "depan atau mundur" dengan komputer (saya sudah menyebutkan bahwa ini adalah contoh favorit para ilmuwan ketika menjelaskan keadaan kuantum). Bagian depan ada di atas meja secara default. Pada putaran pertama, komputer dapat melempar koin atau membiarkannya tidak berubah, tetapi kita tidak tahu hasil keputusan akhir. Kemudian kita mendapatkan kesempatan yang sama, dan komputer juga tidak tahu hasilnya. Setelah beberapa putaran, kondisi koin diperiksa. Jika bagian depan telah berubah, komputer menang, jika tidak kita menang. Ini memberi kita peluang tepat 50% untuk menang.
Jika kita memainkan game yang sama dengan komputer kuantum, komputer pada dasarnya akan mendapatkan peluang 100% untuk menang (dalam sebuah penelitian, ia memenangkan 97% di lebih dari 300 game yang berbeda, 3% sisanya mungkin… karena kesalahan sistem). Tapi bagaimana ini mungkin? Bayangkan setiap putaran komputer mempertahankan superposisinya, karena tidak terlihat oleh pengamat mana pun (tidak seorang pun dari lingkungan, termasuk kita). Pada saat yang sama, mesin memutuskan 30% mendukung bagian depan dan 70% mendukung meninggalkan keadaan saat ini, di babak berikutnya ia memilih yang lain. Tetapi yang paling penting adalah bahwa komputer kuantum selalu memilih dua keadaan yang berbeda (ketika kita hanya memilih satu). Di akhir permainan, ketika hasilnya terungkap, gelombang kemungkinan pecah dan… dia menang.
Apakah komputer kuantum menipu kita? Tidak! Saya tahu ini sulit untuk dipahami, tetapi bayangkan bahwa selama beberapa putaran ini, komputer menuangkan dua jus berbeda ke dalam satu mangkuk dengan proporsi yang berbeda, dan pada akhirnya memisahkan kedua komponen campuran, secara harfiah "mengatasi" probabilitas dan selalu membuat pilihan tepat. Sulit dipercaya, tetapi dalam praktiknya inilah yang terjadi.
Fenomena yang tidak jelas, tetapi ini adalah ilustrasi yang bagus tentang kekuatan fisika kuantum. Pada tingkat molekul kuantum, komputer seperti itu akan jauh lebih baik dalam mengembangkan, misalnya, obat-obatan baru. Tentunya akan sangat berguna bagi kita dalam kondisi pandemi dan untuk mengatasi penyakit lainnya. Tetapi yang paling penting adalah komputer seperti itu akan berguna dalam pengembangan teknologi informasi teleportasi. Dan ini bukan kata-kata sepele! Ketika akan ada banyak komputer kuantum di dunia, molekul kuantum masing-masing akan dapat bercampur (berpasangan) satu sama lain. Kemudian, jika kita mengubah properti salah satunya, kita juga akan mengubah keadaan molekul berpasangan. Akhirnya, dimungkinkan untuk mengirim informasi, karena segera setelah dikirim, keadaan awal dan akhir dapat ditentukan. Bagaimanapun, mari kita ingat pencapaian superkomputer kuantum Google. Dalam 200 detik, dia membuat perhitungan yang membutuhkan... 10 tahun pengoperasian superkomputer "normal" tercepat. Jadi Anda bisa melihat potensi besar dan kekuatan yang dibawanya.
Dengan demikian, saluran transmisi yang sama sekali baru akan dibuat, yang bahkan tidak kami impikan. Sama seperti serat optik atau saluran radio sekarang. Dan karena, seperti yang telah disebutkan, secara teoritis tidak ada batasan jarak teleportasi dari keadaan kuantum, kita juga akan dapat berkomunikasi dengan planet lain dalam sekejap. Dan dengan cara yang sangat aman. Berkat teleportasi, bahkan secara teoritis mustahil untuk "menangkap" informasi. Di sisi lain, jika teleportasi menjadi mungkin, orang yang cerdas akan menemukan cara untuk melakukannya. Mungkin kita belum tahu banyak dan karena itu bukan homo sapiens...
Dan sekarang kita telah mencapai akhir pembicaraan tentang perkembangan teleportasi saat ini dan masa depan. Harus diakui bahwa rencana masa depan terlihat jauh lebih menarik, terutama karena tidak semuanya jauh dari yang Anda bayangkan. Juga harus diingat bahwa kita tidak dapat memprediksi seperti apa masa depan yang sebenarnya. Dunia modern telah membuktikan bahwa terkadang apa yang tampak seperti fantasi 30 tahun yang lalu menjadi kenyataan hari ini. Semua tesis (terutama yang berkaitan dengan teleportasi manusia) didasarkan pada informasi yang tersedia dan prakiraan pengembangan penelitian. Oleh karena itu, kami berharap teknologi komputasi kuantum akan segera menjadi lebih mudah diakses dan dipahami. Dan, tentu saja, kami ingin revolusi ini terjadi selama hidup kami. Saya sangat ingin melihat bagaimana seseorang bisa langsung pindah ke Mars atau Alpha Centauri. Mimpi, mimpi, mimpi...
Baca juga: