تله پورت چیست؟

طرفداران سریال تلویزیونی پیشتازان فضا Star Trek علاقه فراوانی به درک چگونگی تله پورت دارند. در این سریال هنرپیشگان فیلم پس از قرار گرفتن در نقطه ‌ای از سفینه اینترپرایز که ترانسپورتر نام دارد خود را در یک آن به اتاقی دیگر، سیاره‌ ای دیگر و یا کهکشانی دیگر می‌فرستند.

 

نویسندگان داستانهای علمی ــ تخیلی به این تکنولوژی تله پورت نام داده ‌اند و در آن تمام ذرات جسم انسان از یک موقعیت جغرافیایی به موقعیت دیگری در کهکشان ارسال شده و در مقصد همان جسم با مشخصات واقعی مجدداً بازسازی می‌شود. چگونگی عملیات انتقال کوانتمی در داستانها و فیلمهای سینمایی و تلویزیونی توضیح داده نشده است. ولی عموماً به این صورت اتفاق می‌افتد که در ابتدا اطلاعات مولکولی اجسام را اسکن کرده و پس از ارسال به مقصد، اطلاعات دریافت شده کاملا شبیه اصل بازسازی می‌شود.

 

در مرحله آخر مونتاژ اطلاعات دریافتی لزوماً نباید از مواد جسم اصلی استفاده شود و می‌توان از اتمهایی که به نسخه اصلی شباهت دارند استفاده کرد. دستگاه تله پورت در داستانهای خیالی شباهت کامل به دستگاههای فکس کنونی دارد و تفاوت آن در توانایی اسکن اجسام به صورت سه بعدی و از بین بردن همزمان اطلاعات اصلی اجسام است. تله پورت کوانتومی به انتقال ذرات اطلاعات کامپیوتری که کیو بیت Quantum bits نام دارند اطلاق می‌شود. علت نامگذاری این تکنولوژی به تله پورت انتقال اجسام تبدیل شده به کیو بیت به یک محل دیگر است.

 

علم با تئوری داستانها خیالی سریال پیشتازان فضا موافق نیست اما در دهه گذشته دانشمندان قدمهای بزرگی در بخش تله پورت کوانتوم برداشته ‌اند. در ابتدا با موضوع تله پورت به صورت جدی برخورد نمی‌شد و دلیل آن عدم اطمینان دانشمندان از مکانیسم اصول کوانتوم و عدم امکان اندازه گیری در مراحل اسکن و ارسال تمام ذرات اطلاعاتی اسکن شده یک اتم به مقصد بود. به زبانی ساده تر آن چه که با استفاده از تکنولوژی کوانتوم در مبدا اسکن می‌شد قادر نبود مشابه خود را در مقصد مجدداً بازسازی کند.

 

سرانجام گروهی شامل 6 محقق و دانشمند از کشورهای مختلف برای مشکل اسکن کوانتومی یک راه حل منطقی یافتند. آنها با استفاده از تکنیکی که «انشتاین ــ پودالوسکی ــ روسن» نام دارد به مشکلات انتقال اطلاعات با کوانتوم خاتمه دادند. در سال 1993 این 6 دانشمند که چارلز اچ بنت از آی بی ام و ویلیام ووتر فیزیکدان دانشگاه ویلیامز ماساچوست عضو آن بودند موافقت اصولی خود را با امکان ساخت نوعی تله پورت جهت انتقال اشیاء در صورت از بین بردن نسخه اصلی ابراز داشتند. پس از گذشت یک سال پروژه تله پورت به صورت آزمایشی در سیستم‌های گوناگون آغاز شد.

 

در ابتدای پروژه یک فوتون، منبع نور منسجم، چرخش هسته‌ ای و یون محصور شده مورد آزمایش قرار گرفت. ویلیام ووتر در سال 1993 در مقاله ‌ای انجام تئوری تله پورت به طریق کوانتوم را عملی دانست. به نظر او تنها اطلاعات کوانتومی می‌تواند ضمن جابجایی اجسام نسخه اصلی را در مقصد از بین برده و اجازه تکثیر و یا کپی برداری از آن را ندهد. اطلاعات کوانتومی اشیا را جسم تلقی می‌کند و نمی‌تواند بدون نابود کردن اصل شبیه آن را مجدداً خلق کند. تفاوت بین فکس و تله پورت در این است که دستگاه فکس نسخه ناقص غیر دقیق و مبهمی را چاپ می‌کند و نسخه اصلی را دست نخورده باقی می‌گذارد.

 

ووتر و همکارانش نشان دادند از مشکلات اصولی کوانتوم عدم توانایی در اندازه گیری و اسکن دقیق ذرات بسیار ریز اتم در مبدا است که سبب می‌شود مشابه جسم در مقصد دقیقاً مانند اصل آن نباشد. ووتر با ارائه تئوری دیگری که از فرضیه Spooky action at a distance «عملیات شبح و روح در فاصله دور» الهام گرفته اعتقاد دارد اگر 2 ذره را با هم ارتباط داده و درگیر کنیم، آنها در موقعیتی قرار خواهند گرفت تا مانند یک شی عمل کنند. هر عمل و تغییری که در اصل یکی از آنها وارد کنیم دقیقاً منجر به ایجاد همان تغییر در دیگری خواهد شد اگر چه فاصله بین دو ذره بسیار زیاد باشد.

 

Entanglement روش درگیری در ارتباط دو ذره اطلاعاتی دور از هم است. پس از برش فوتون و تقسیم آن به دو قسمت، فوتون‌ تقسیم شده در جهت مخالف دیگری به حرکت درآمده و در واقع تله پورت می‌شود در چنین شرایطی انجام هر تغییراتی در فوتون اولیه فوتون دوم را هم تحریک کرده و اثرات تغییر در آن هم مشاهده خواهد شد. ساموئل برانشتاین تئوری ووتر را تائید کرده و آن را به گونه دیگری توضیح می‌دهد.

 

او می‌گوید فرضیه درگیری و ارتباط ذره ‌ها با یکدیگر مانند رابطه عاشقانه بین دو زوج است که کاملاً به خصوصیات اخلاقی طرف دیگر خود آشنا هستند و می‌توانند به جای دیگری به هرگونه سئوالی پاسخ دهند اگر چه در میان آنها هزاران مایل فاصله باشد. از دیگر موفقیت‌های تئوری تله پورت در سال 1993، انتقال تعدادی کیو بیت با کمک فوتون از یک آزمایشگاه واقع در زیرزمین دانشکده پزشکی به آزمایشگاهی دیگر در فاصله 2 کیلومتری است. این آزمایش به نام گیسین از دیگر اعضای تیم فیزیکدانان و 20 تن از دانشجویان فارغ ‌التحصیل بخش تحقیقات دانشگاه ژنو کشور سوئیس به ثبت رسیده است. گیسین یک سال پس از آن به رکورد دیگری دست یافت و توانست با موفقیت یک فوتون را در مسافت 4 مایلی جابجا کند.

 

ابتدا در سال 1997 و سپس در سال 1998نیکلاس گیسین در راس تیمی از دانشمندان موفق به انتقال اولین حجم نوری 2 بعدی به نقطه ‌ای دیگر (از یک گوشه میز به گوشه دیگر میز) شد. ساموئل برانشتاین پرفسور مشهور رشته انفورماتیک دانشگاه بنگور ولز انگلستان انجام آزمایشهای موفقیت آمیز گیسین را قدم مهمی در رسیدن به هدف تله پورت دانست.

 

تله پورت در صورت رسیدن کامل به اهداف آن برای انسان بسیار مفید خواهد بود. نیکلاس گیسین می‌گوید با تکنولوژی فعلی تله پورت یک بعد فیزیکی مانند مداد بیشتر به رویا شباهت دارد و واقعیت این است که برخلاف داستانهای خیالی، دانشمندان حتی راجع به انتقال انسان فکر هم نمی‌کنند. در آینده نزدیک از کوانتوم در بخشهای گوناگون علم و در حل مشکلات روزانه اشخاص و کسب و کار، کامپیوتر، تلفن راه دور، ارتباط با اینترنت، سیستم‌های امنیتی، نقل و انتقال الکترونیکی وجوه بانکی و رای گیری الکترونیکی استفاده خواهد شد.

 

آنتون زیلینگر فیزیکدان دانشگاه وین در اتریش از اعضای تیم تله پورت کوانتومی در سال 1997 بود. او اعتقاد دارد تکنولوژی کوانتوم در آینده نزدیک ابتدا کامپیوتر و روشهای ارتباطی و مخابراتی را متحول خواهد ساخت؛ تغییراتی مانند ارسال پیامهای سری سوار بر امواج فیبر نوری توسط کامپیوتر جهت گشودن اسامی رمز بدون ترس از دستیابی شخص و یا کامپیوتر دیگری به آن رمز دور از ذهن به نظر نمی‌رسد.

 

پس از موفقیت تیم فیزیکدانان دانشگاه ملی اتریش در تله پورت نور از یک آزمایشگاه به آزمایشگاه دیگر دکتر دیوید وایت هاوس، سردبیر بخش اخبار علمی بی بی سی به تعدادی از سئوالات شنوندگان خود در مورد جابجایی به راه دور پاسخ گفت.

 

کامپیوترهای بسیار سریع آینده بر اساس تشعشات نوری با به کارگیری انرژی اتم و یا مکانیسم کوانتوم طراحی خواهند شد و استفاده از نور و کوانتوم سرعت کامپیوترها را بیش از یک تریلیون بار افزایش خواهد داد.

 

تله پورت انسان در سریال Star Trek چگونه انجام می‌شود و آیا شباهتی با موفقیت‌های دانشمندان فیزیک دارد؟ در آن فیلم بدن انسان به میلیاردها ذره اطلاعاتی تبدیل شده و پس از تله پورت، در مقصد کیوبیت‌ها مجدداً بازسازی شده و شخصیت و هویت هنرپیشه اصلی از بین رفته و کپی آن به زندگی ادامه می‌دهد. این تئوری هیچ شباهتی با فرضیه های دانشمندان ندارد.

 

با تکنولوژی موجود جواب منفی است. به نظر می‌رسد جابجایی فوتون که فاقد وزن است بیشترین موفقیت ما تا امروز بوده است. در چند سال آینده ما قادر خواهیم بود یک اتم را تله پورت کنیم، برخی از دانشمندان از آن هم فراتر رفته و می‌‌گویند در آینده نه چندان دور ما شاهد جابجایی ویروس از یک نقطه به نقطه ‌ای دیگر خواهیم بود.

 

برای تله پورت انسان به دانشی بیش از آنچه که اکنون در اختیار است احتیاج داریم. ما باید موقعیت دقیق هر اتم انسان را بدانیم تا مقدمات تله پورت انسان فراهم شود. این تعداد اتم شاید بیش از عدد 1 با 19 صفر در مقابل آن باشد. برای جابجایی چنین اطلاعاتی با سریعترین سیستم ارسال موجود ما به زمانی بیش از عمر کهکشان خود نیاز داریم که در حدود 15 میلیارد سال است. از مشکلات دیگر تله پورت انسان، مسائل حقوقی آن است به طور مثال اگر قرار باشد پس از تله پورت اصل نابود شود، آیا از بین بردن اصل جنایت تلقی می‌شود؟ و یا چه کسی و یا سازمان می‌تواند تطابق کامل میان نسخه اصلی و بازسازی شده را تضمین کند؟