Bevezetés
A kvantumteleportáció nem csak sci-fi; ez teljesen valós, és ma a laboratóriumokban történik. A kvantumrészecskék és információk teleportálása azonban nagyon távol áll attól, hogy az embereket átsugározza az űrben. Bizonyos szempontból ez még meghökkentőbb.
John Preskill, a California Institute of Technology elméleti fizikusa, a kvantumszámítás és az információ egyik vezető teoretikusa. Ebben az epizódban társműsorvezető Janna Levin interjúkat készít vele az összefonódásról, a bitek partról tengerpartra teleportálásáról és a kvantumtechnológia forradalmi ígéretéről.
Figyelj Apple Podcastok, Spotify, Google Podcastok, TuneIn vagy kedvenc podcast-alkalmazását, vagy megteheti onnan streamelni Quanta.
Másolat
JANNA LEVIN: Ha kimondom a teleportálás szót, mi jut eszembe? Talán a szállítója Star Trek azonnal lesugározza a legénységet egy bolygóra, vagy az időutazó TARDIS-ra Doctor Who. A sci-fiben a teleportáció egy célszerű eszköz, amellyel az embereket egyik helyről a másikra szállítják anélkül, hogy az utazásra pazarolnának időt.
De a kvantumteleportáció? Nos, ez valami drámaian más – és teljesen valóságos.
Janna Levin vagyok, és ez a „The Joy of Why”, egy podcast a következőtől Quanta Magazine, ahol műsorvezetőtársammal felváltva a mikrofonnál, Steve Strogatz, amely a matematika és a természettudomány mai legnagyobb kérdéseit vizsgálja.
A kvantumteleportáció az a képesség, hogy eltűnjön az egyik helyről, és megjelenjen egy másik helyen, anélkül, hogy közben utazna. Bár lehet, hogy soha nem fogunk megegyezni a filmekkel, a technológia valószínűleg forradalmasítja a kommunikációt, a számítástechnikát és a körülöttünk lévő világ megértését.
Ma csatlakozik hozzánk a kvantumteleportáció egyik vezető szakértője. John Preskill az elméleti fizika professzora a Kaliforniai Műszaki Egyetemen, valamint az Institute for Quantum Information and Matter alapítója és jelenlegi vezetője. Kutatásai feltárták a részecskefizikát, a kvantumtérelméletet, valamint a korai univerzum és a fekete lyukak kvantum vonatkozásait. Jelenlegi munkája ezt a kutatást a kvantumszámítástechnika és az információ megoldhatatlan problémáira alkalmazza. John, üdvözöljük a The Joy of Why-ban.
JOHN PRESKILL: Örülök, hogy itt lehetek, Janna.
VILLÁM: Örülök hogy itt vagy. Szeretnék belemenni ennek a hihetetlenül technikai tárgynak a részleteibe, de kezdhetnél minket az egyik alapfogalommal, ami a összefonódás gondolata, kvantumösszefonódás?
PRESKILL: Nos, az összefonódás az a szó, amelyet a kvantumrendszer részei közötti jellegzetes összefüggésekre használunk.
Először is mit értünk összefüggés alatt? Közönséges bitek esetén beszélhetünk összefüggésekről. Tegyük fel, hogy van egy bited, ami vagy 0 vagy 1. És nekem van egy bitem, ami vagy 0 vagy 1. Aztán ha mindkettőnknek 0 vagy mindkettőnknek 1, akkor ez korreláció a bitjeink között.
A qubitek esetében hasonló módon korrelálhatók. Amikor megfigyeljük vagy mérjük a qubitet - a egy bit kvantumanalógja – szerzünk egy kicsit. De ami a kvantumesetben más, az az, hogy egynél több módon is lehet tekinteni a qubitre.
Tehát úgy tekinthet rá, mint egy dobozra, amiben van egy kis. Belül van egy 0 vagy egy 1. És kétféleképpen nézhetek bele a dobozba. Két ajtaja van. Ki tudom nyitni az 1-es vagy a 2-es ajtót. És mindenféleképpen látok egy kicsit.
És mindkét irányban lehet összefüggésünk. Ha mindketten kinyitjuk az 1. ajtót, akkor látunk némi összefüggést az Ön által beszerzett bit és az általam megszerzett bit között. És ha mindketten kinyitjuk a 2-es ajtót, összefüggést látunk, ami általában eltérő lehet.
És ez azért van így, mert a qubitek több, egymást kiegészítő módszere van, ezért érdekesebbek és összetettebbek a korrelációk, mint a közönséges bitek közötti összefüggések.
De a rejtély a következő: Nem figyelhetsz meg egy qubitet anélkül, hogy ne zavarnád. Ez egy nagyon fontos különbség a közönséges információ és a kvantuminformáció között.
VILLÁM: Tehát tegyük fel, hogy megzavarom a részecskémet, és kényszerítem egy meghatározott állapot felvételére. Nevezhetjük ezt mérési folyamatnak, de lehet, hogy véletlenül csinálom. És rájöttem, hogy ez egy 0. És olyan módon korrelált a részecskéddel. Valóban – ahogy az emberek mondják – gyorsabban, mint a fénysebesség rákényszeríti a részecskédre, hogy bizonyos állapotot vegyen fel, hogy tiszteletben tartsa a korrelációt?
PRESKILL: Nem, sajnos nem. Ó, bárcsak így lenne. Ha az én qubitemet nézem, nem számít, hogy megnézted-e a tiédet vagy sem. Csak véletlenszerűen fogok látni. Tehát csak miután mindketten megnézzük és beszélünk egymással, tudjuk megmondani, hogy volt összefüggés.
De ha nem beszélünk, mindannyian csak a tiszta véletlenszerűséget fogjuk megfigyelni, de egyenlő eséllyel 0 vagy 1, és nincs mód arra, hogy bármilyen információt közöljön.
VILLÁM: Természetesen, ha megbeszéljük egymással, annak lassabban kell haladnia, mint a fénysebesség, a kommunikációnak ez a része.
PRESKILL: Nos, elég közel lehet jutni a fénysebességhez, de gyorsabban nem. Szóval ez egy nagy probléma, hogy igazából nem tudjuk, még ha összegabalyodunk is, gyorsabban küldeni tőlem információt neked, mint amennyi idő alatt a fény eljut tőlem hozzád. Az összefonódás nem változtat ezen a történeten.
VILLÁM: Elképesztő. Most itt az összefonódást tárgyaltuk, amely olyan gondolatkísérletekig nyúlik vissza [Albert Einstein próbált birkózni a kvantummechanikával, néha pedig ellene. Nos, miért nevezte ezt Einstein híresen úgy, hogy "kísérteties akció távolról“? Vagy néha a fordítás „kísérteties cselekvés távolról”.
PRESKILL: Nos, Einstein nagyon erősen úgy érezte, hogy a fizika alapvető törvényeiben nem szabad véletlenszerűséget alkalmazni. Úgy érezte, ha mindent tudunk, amit tudni lehet – amit a fizika törvényei lehetővé tesznek – egy fizikai rendszerről, akkor tökéletesen meg kell tudnunk jósolni, mit fogunk látni, amikor megfigyeljük azt a rendszert.
És az összefonódás nem engedelmeskedik ennek az elvnek. Valóban van a világon igazi véletlenszerűség. Még ha mindent tudunk is arról a szövevényes qubit-párról, amelyen te és én osztozunk, akkor is tehetetlen vagy megjósolni, mit látsz, ha ránézel arra a kvitre. Ez csak egy véletlenszerű darab. És nem azért, mert nem tudod. Az, hogy nem lehet tudni.
VILLÁM: Hogyan válik ez a kvantumteleportáció fontos karjává? Ez önmagában még nem kvantumteleportáció. Szóval, hogyan használják ki?
PRESKILL: Ez egy finom kérdés. Tehát most beszéljünk arról, hogy mi a kvantumteleportáció.
VILLÁM: Kérem, igen.
PRESKILL: Szóval most New Yorkban vagy, igaz?
VILLÁM: New Yorkban vagyok, igen.
PRESKILL: Rendben, Janna, én jelenleg Kaliforniában vagyok, te pedig New Yorkban, és véletlenül van itt Kaliforniában egy qubit. Itt van a kezemben. Egy kis atomba van kódolva. De a kvantum FedEx néha hibázik, ezért elküldték nekem ezt a qubitet, de neked szánták. RENDBEN? Szóval valahogy ki kell találnom, hogyan juttassam el a qubitomat. És ha lenne valamilyen csatorna, amellyel az atomot Kaliforniából New Yorkba küldhetnénk, az egyik módja lenne annak, hogy a qubit eljuthasson önhöz. De nincs olyan kapcsolatunk, amivel atomokat küldhetnék.
De te nem az atomot akarod, hanem az információt, ami az atomban van. Nos, megtörtént, hogy te és én okosan megvolt az előrelátásunk, hogy tegnap összegabalyodott qubit-párt hozzunk létre, arra számítva, hogy valamikor felhasználhatjuk őket.
És itt van, mit tehetek. El tudom fogadni ezt a qubitet, amit ma kaptam. Nem tudom milyen információ van benne. Ez valami qubit, amit átadtak nekem. És megfigyelhetem azt a felemmel annak az összegabalyodott qubitpárnak a felével, amelyen te és én osztozunk.
És most két qubitet figyelek meg, és ezt egy – nevezzük összefonódott mérésnek – elvégzem. A kettőt együttesen nézzük, és megfigyelésükből két információhoz jutok. És akkor – most egy közönséges kommunikációs kapcsolaton keresztül, mint amit most használunk – elküldhetem neked ezt a két információt. Ezután felhasználhatja ezt a két információs bitet egy művelet végrehajtására a qubiten New Yorkban.
És most, ez a New York-i qubit ugyanazokkal a kvantuminformációkkal rendelkezik, mint az a rejtélyes qubit, amelyet ma kaptam. Nem tudom, milyen állapotban van ez a qubit, sőt, amikor megfigyelem, elpusztítom a laboromban. De képesek vagyunk „reinkarnálódni” úgymond New Yorkban. És csak erre a két bitre van szüksége ahhoz, hogy tökéletesen rekonstruálja ezt a qubitet. Ez a kvantum teleportáció.
VILLÁM: Tehát bizonyos értelemben volt egy kvantumállapota Kaliforniában, és azt akarta, hogy képes legyek reprodukálni New Yorkban anélkül, hogy a FedEx-en keresztül elküldené az országot. Azt akartad, hogy megtehessem anélkül, hogy közben bármit is megmozgatnék. Szóval kitaláltad ezt az okos módot, hogy rekonstruáljam az állapotot a saját laboromban ezekkel az egyszerű utasításokkal.
És ebben az értelemben teleportált. A te végedről eltűnt, mert tönkretetted az államot, és azt a folyamatot, amellyel megpróbáltad megtalálni a számomra átadandó információkat. De amint átadtad az információt, újra megjelent a laboromban. Valami döntő dolgot kihagytam ebből a parafrázisból?
PRESKILL: Nos, azt hiszem, van néhány dolog, amit fel kell erősíteni abban, amit mondtál. Először is nem egészen értek egyet azzal a kijelentéseddel, hogy nem küldtem neked semmi fizikait. Valójában, megtettem. Küldtem két adatot.
VILLÁM: Ó, küldtél nekem információkat az interneten keresztül.
PRESKILL: Nem tudom megtenni anélkül, hogy ne küldjek valami fizikait.
VILLÁM: Egyetért.
PRESKILL: Talán fotonok voltak, amelyek egy optikai szálon keresztül haladtak Kaliforniából New Yorkba. És ez a köztünk lévő kommunikáció valójában szükséges volt ahhoz, hogy ez működjön.
De ez nem elég. Ez egy vicces dolog a qubitekkel. Ha el akarok készíteni egy qubit állapotát, sok információra van szükségem. A qubit geometriailag úgy képzelhető el, mint egy háromdimenziós térben mutató kis nyíl. Tudod, mint a Föld felszíne. És ha el akarom mondani, hogyan készítettem el a qubitet, akkor azon a földgömbön választok ki egy pontot, tehát nagyon nagy pontossággal meg kell adnom a szélességi és hosszúsági fokokat, hogy pontosan megmondjam, hogyan készült a qubit.
Tehát bizonyos értelemben sok információ megy be, de nagyon kevés jön ki, mert amikor megfigyeled, csak egy darabot kapsz. Tehát ez a pont nem fogja megmondani, hogyan helyezze el a qubitet, úgymond, a földgömbön egy meghatározott szélességi és hosszúsági fokon. Szóval ezért figyelemre méltó a teleportálás, mert csak azt a két bitet küldtem el neked, és ez elég volt ahhoz, hogy tökéletesen rekonstruáld.
Ez a két rész a megosztott összefonódással együtt, amelyre tegnap felkészülhettünk.
VILLÁM: Igaz, ez nagy különbség. Ez most elképesztő. Ön fizikailag küld nekem információkat, akár internet-, akár fényjelzéseket, akárhogyan is küldi nekem. De valahogy több információhoz jutok a kusza beállítás miatt, amiben megállapodtunk.
Tehát nem mintha megvolt volna az IKEA-s asztalod, és nekem információra volt szükségem az enyém megépítésével kapcsolatban, te pedig darabokra törted a sajátodat, hogy megtudd, hogyan állították össze. Még mindig el kell mondanod minden apró információt. Tehát van valami alapvetően más a kvantumfolyamatban, mint a klasszikus folyamatban. Mi ennek az előnye? Miért olyan izgalmas? Mi a nagy baj?
PRESKILL: Nos, először is, Janna, te és én elméleti fizikusok vagyunk, szóval, tudod, nem kell sok ahhoz, hogy felizgassunk minket.
VILLÁM: [nevető] Abszolút.
PRESKILL: De mire is hasznos? Ez egy jó kérdés. Tehát tegyük fel, hogy szét akarjuk terjeszteni az összefonódást az egész világon. Nagyon jól hangzik igaz? Magától értetődőnek tartottuk, hogy te és én megoszthatjuk Kalifornia és New York összefonódását, és nem beszéltünk arról, hogyan sikerült ezt megtennünk.
Valójában nem tudjuk, hogyan tegyük ezt jelenleg a jelenleg létező technológiával. Elvileg nincs okunk arra, hogy miért ne tudnánk, de gyakorlati okokból a jelenlegi technológiánkkal nem tudunk Kaliforniából New Yorkba küldeni egy qubitet, és sértetlenül megérkezni.
A qubitek küldésének legjobb módja az, ha fotonokat küldünk optikai szálon keresztül, és az optikai szálnak veszteségei vannak. Tehát ha megpróbálsz egy qubitet száz kilométerre küldeni, akkor csak körülbelül egy esélye van az 50-hez, hogy elvész anélkül, hogy eltűnne. És ha megpróbálnám elküldeni ezer kilométert, ami még mindig nem elég New Yorkba, szinte nulla a valószínűsége, hogy sikerül.
Szóval, hogyan oszthatjuk meg az összefonódást? Nos, azt gondoljuk, hogy teleportációval fogjuk megtenni. Kicsit körkörösnek hangzik, igaz? Mert összefonódásra van szükségünk a teleportáláshoz. De itt az ötlet: tudok küldeni egy qubitet, mondjuk 10 kilométert, vagy 50 kilométert, elég nagy valószínűséggel, hogy sikerül.
VILLÁM: Ez még mindig nagyon jó.
PRESKILL: Igen, ez nem olyan rossz. De most tegyük fel, hogy el akarok jutni egészen Kaliforniától New Yorkig, szóval annyit teszek, hogy sok kis csomópontot vezetek be az út során, ahol mintegy összekötjük a kvantumkommunikációt. Tehát képzeljük el, hogy megpróbálunk eljutni A-ból C-be, és megosztjuk az összefonódást A és B, valamint B és C között. És akkor lehetőségünk van megmérni a B-ben ezeknek az összegabalyodott két felének párok. Nevezzük összefonódás-cserének.
Megméred a két qubitet B-ben, majd azt mondod A-nak és C-nek: "Ó, itt van a mérési eredményem." Most A és C megoszthatja összefonódását. RENDBEN? Valójában kiterjesztjük az összefonódás tartományát. Ez a teleportálás egyik változata.
És még nem mondtam el a teljes történetet, mert ha nem olyan jó az összegabalyodás A-ból B-be, és a B-ből C-be való összegabalyodás nem olyan jó, akkor sok olyan összegabalyodáspárt vehetünk, amelyek zajosak. és tökéletlen, és van mód arra, hogy kevesebb összegabalyodott párra desztilláljuk őket, amelyek sokkal jobb minőségűek. És ha ezt ismételgetjük, kapcsolatot teremthetünk Kalifornia és New York között, majd arra használhatjuk, amire csak akarjuk. Felhasználhatjuk azt a megosztott kulcsot, amelyről tudjuk, hogy privát, vagy kvantuminformációk küldésére használhatjuk.
Itt van egy hétköznapibb, rövidebb távolságú mód, amellyel a teleportációt használhatjuk. Ha két chipünk van egy kvantumszámítógépben, és kvantuminformációt akarunk küldeni az egyikről a másikra, akkor ezt úgy tehetjük meg, hogy összefonódást hozunk létre a két chip között, majd teleportációval küldjük az információkat egyikről a másikra. . És ez valószínűleg elengedhetetlen lesz ahhoz, hogy a kvantumszámítástechnikát olyan nagy rendszerekre bővítsük, amelyek képesek megoldani az igazán nehéz problémákat.
VILLÁM: Visszajövünk.
[Szünet a hirdetés beszúrásához]
VILLÁM: Üdvözöljük újra a „The Joy of Why” című filmben.
Tehát valójában a technológiákról beszél. Tisztában vagyok vele, hogy a közelmúltban áttörést végzett a Caltech új központjában. Azt hiszem, a Kvantumprecíziós Mérés Központja lesz a neve.
PRESKILL: Ez helyes, igen. Végezted a kutatást.
VILLÁM: Igen. És ez részben a fejlődő technológiákra irányul? Ahogy mondtad, elméleti fizikus vagy. Néhányan ezt mondják: „a haszontalan ötletek meglepő hasznossága”. De Ön a technológiák fejlesztésére törekszik egy ilyen központtal, vagy valóban forradalmasítani szeretné a kvantummechanikával kapcsolatos alapvető ismereteinket, vagy mindkettőt?
PRESKILL: Nem igazán tudjuk szétválasztani ezeket a dolgokat. A tudomány és a technológia együtt fejlődik. Ahogy tudományunk kifinomultabbá válik, jobb technológiákat fejlesztünk ki, és ez új felfedezéseket tesz lehetővé. Amikor a tudomány fejlődik, az új ötletek és új technológiák kombinációján keresztül történik.
Szóval érdekelnek például a kvantumszámítógépek, és van okunk arra számítani, hogy végül ennek nagy gyakorlati hatása lesz a társadalomra. De ez egy csodálatos eszköz a tudományos felfedezéshez. Tehát a Quantum Precision Measurement Központjában igen, technológiát fogunk fejleszteni, de szem előtt tartva a jobb mérési stratégiákat, amelyek olyan tulajdonságokat aknáznak ki, mint a kvantumösszefonódás, ami lehetővé teszi számunkra, hogy nagyobb pontossággal és kevésbé invazív módon mérjük a dolgokat.
Mindenki jobban szeretné mérni a dolgokat, és a kvantumstratégiák segíthetnek olyan méréseket végezni, amelyek egyébként nem lennének lehetségesek. Valójában ez a központ intellektuális témája.
VILLÁM: Igen, és mindenki jobban, gyorsabban akarja irányítani az információkat.
PRESKILL: Nos, mindenki tudja, hogy az információ fontos, és hogy a kvantuminformációkat mire fogják felhasználni, és hol lesz a nagy gyakorlati hatás – ezzel kapcsolatban még sok a nyitott kérdés.
De arra számíthatunk, hogy kvantuminformációkkal, kvantumszámítással, kvantumösszefonódás méréssel olyan dolgokat is megtehetünk, amelyeket korábban nem. És ennek végül gyakorlati hatása lesz.
VILLÁM: Előre látja, hogy ez a gyakorlati hatás a mindennapi életünkre is kiterjed?
PRESKILL: Végül is erre számítok. Nem tudjuk biztosan, hogy ez a hatás milyen lesz. A kvantumszámítógép esetében a jelenlegi legjobb ötletünk – és ez egy régi ötlet, amely több mint 40 évre nyúlik vissza. Richard Feynman – az, hogy a kvantumszámítógépek segítségével mélyebben megérthetjük a kvantumrendszerek viselkedését.
A hozzánk hasonló fizikusok megértik, hogy ez érdekes, de azért is fontos, mert lehetővé teheti új típusú, hasznos tulajdonságokkal rendelkező anyagok, új típusú kémiai vegyületek felfedezését, esetleg gyógyszereket és így tovább. És mindez végül kihat az emberek mindennapi életére. És a kvantumméréssel is, úgy gondolom, hogy a kvantumtechnológia végül tényleg mindent érint a tudományban.
Tegyük fel, hogy a biológiában és az orvostudományban azt szeretnénk, ha nem invazív módon és nagyobb érzékenységgel megfigyelhetnénk, mi történik a sejtek belsejében. És ez végül fontos lesz a terápiák szempontjából, és fontos lesz a biológiai tudomány mélyebb megértéséhez is.
VILLÁM: A kvantumteleportációnak is helye van a gravitáció alapvető természetének megértésében, amiről tudom, hogy kutatásod központi területe volt. Hogyan játszhat szerepet az összefonódás olyan nagy és fárasztó dolgokban, mint a fekete lyukak?
PRESKILL: Számomra ez az egyik legizgalmasabb dolog a kvantuminformációban, az, hogy új gondolkodásmódot ad más alapvető kérdésekről, beleértve a kondenzált anyag fizikáját is, ahol a kvantumanyag nagyon összefonódott állapotait próbáljuk megérteni. és a gravitációs fizikában.
Ez a történet egészen 1935-ig nyúlik vissza, amikor két híres újság jelent meg a Fizikai felülvizsgálat. Egyikük, Einstein és [Nathan] Rosen, arról a megfigyelésről szólt, hogy az általános relativitáselméletben megoldásokat találhatunk a téridőt leíró Einstein-egyenletekre, amelyekben ott van egy féreglyuk az űrben. Ezt akkoriban nem értették olyan jól, de valójában a megoldás két fekete lyukat ír le, amelyeknek közös a belseje – egyfajta féreglyuk, amely a két fekete lyuk belsejét köti össze.
És Einstein papírja, [Borisz] Podolszkij és Rosen volt a kvantumösszefonódásról és az a sajátos mód, ahogyan lehetővé teszi a rendszerek egymáshoz való korrelációját oly módon, amit nem tudunk klasszikus információval leírni.
És amit az elmúlt 10 évben értékeltünk: ez a két jelenség, a kvantumösszefonódás és a féreglyukak az űrben, szorosan összefügg egymással. Valójában ugyanazt a dolgot kétféleképpen lehet leírni. Ez általános dolog a fizikában, és nagyon erős. Ha két különböző módon írjuk le ugyanazt a jelenséget, amelyek nagyon különböznek egymástól, de pontosan ugyanazt a fizikát írják le, az felhatalmazhat bennünket a mélyebb megértésre.
És amit most nagyra értékelünk, és amit a kvantumgravitáció általunk legjobban értett változatában elég egyértelműen kijelenthetünk, az az, hogy ha két fekete lyuk nagyon összegabalyodik egymással, egy féreglyuk köti össze őket a térben.
Alice-nek meg lehet a fekete lyuk, Bobnak pedig az övé, és ha összegabalyodnak egymással, az azt jelenti, hogy Alice és Bob is beleugorhat a fekete lyukba. És akkor találkozhatnának, és talán egy ideig kapcsolatuk is lenne, bár arra vannak ítélve, mint Rómeó és Júlia, hogy eltalálják a különlegességet, és elpusztuljanak. De még szórakoztatóbbá tehetjük, és itt jön képbe a teleportáció.
Egy féreglyukat az űrben, megfelelő körülmények között, átjárhatóvá tehetünk. Az eredeti féreglyuk, amelyet eredetileg Einstein és Rosen írt le, egy példa a nem átjárható féregjáratra. Ez azt jelenti, hogy nem lehet az egyik végén beugrani és a másik végén kijönni. De amit megértünk, az az, hogy a kvantumelméletben valóban lehetséges negatív energiaimpulzust küldeni egy fekete lyukba. Amikor általában anyagot küldünk egy fekete lyukba, az eseményhorizontját egy kicsit kifelé mozgatja, ez a negatív energiaimpulzus pedig egy kicsit befelé mozgathatja. És ez az, amire szükségünk van ahhoz, hogy Alice bele tudjon dobni egy keveset vagy egy kubitot a fekete lyukába, és az kijöjjön Bob végén.
Létezik egy alternatív módja ennek leírására, ami az, hogy ez valójában a kvantumteleportáció egyik formája.
Szóval szerintem ez nagyon szórakoztató, mert azt sugallja, hogy a gravitációs intuíció segíthet megérteni a nagyon összetett kvantumrendszerek viselkedését, amelyek egyébként nagyon nem intuitívnak tűnnének.
VILLÁM: Teljesen félelmetes és lenyűgöző fordulat ilyen mélyre ásni a kvantumban, megpróbálni megérteni a nagyszabású jelenségeket, például a fekete lyukak létezését vagy túlélésüket.
És felteszek egy kérdést a fekete lyukak elpárolgásáról, és arról, hogy a kvantumteleportáció hogyan lehet releváns annak megértésében, hogy ha Alice beugrik a fekete lyukába, akkor az információi végül nem vesznek el, és hogy a kvantumteleportáció egy módja annak, hogy helyreállítsuk, mi történt Alice-szel, miután beugrott a fekete lyukba.
PRESKILL: Nos, tudtam, amikor összejöttem Janna Levinnel, végül a fekete lyukakról fogunk beszélni.
VILLÁM: [nevető] Minden beszélgetést a fekete lyukakról szóló beszélgetéssé tudok alakítani.
PRESKILL: Nem meglepő ott.
Valójában azt gondolom, hogy az imént leírtak betekintést engednek abba a folyamatba, amelynek során az információ kiszökik a fekete lyukakból, amiről úgy gondoljuk, hogy meg is történik. A fizika törvényei nem engedik meg, hogy az információ megsemmisüljön, még akkor sem, ha fekete lyukakba esik, és a fekete lyukak elpárolognak. Ez csak felkavarodik olyan formában, amelyet rendkívül nehéz elolvasni. Valamilyen helységsértés történt. Ez a legtöbb, vagy az egyik legalapvetőbb elve a fizikában. Korábban utaltunk rá – az információ nem haladhat gyorsabban a fénysebességnél.
De bizonyos értelemben a fekete lyukból való kijutáshoz az információ definíció szerint gyorsabban terjed, mint a fény. A fény bent rekedt, az információ kijut. És ez azt jelzi, hogy az ok-okozati összefüggés fogalma – ahogyan általában gondolkodunk róla, hogy van sebességkorlátozás az információ terjedésének sebességére – nem feltétlenül igaz minden körülmények között. Ez az elv megsérthető.
És maga a téridő nem biztos, hogy alapvető fogalom. Inkább egy Valamilyen összetett kvantumrendszer felbukkanó tulajdonsága amelyben a dolgok erősen összefonódnak.
Tehát hogyan gondoljuk normális körülmények között, hogy az oksági összefüggés fogalma ennyire szigorúan teljesül? Nos, azt hiszem, erre van válaszunk, és elég érdekes, hogy ez kapcsolódik a kvantumszámításhoz.
Szerintünk az lehetséges az ok-okozati összefüggés megsértése, a fénynél gyorsabb információküldéshez. De ehhez egy olyan kvantumszámításra van szükség, mint amit egy kvantumszámítógépen végezhetnénk, ami annyira összetett és olyan erős, hogy a gyakorlatban soha nem fogjuk tudni megcsinálni.
Tehát fel kell tépnünk a teret köztem Kaliforniában és közted, Janna New Yorkban. Elvileg megtehetjük. Gyakorlatilag olyan rendkívül nehéz megcsinálni, hogy olyan erős számítást igényelne, hogy soha senkinek nem fog sikerülni.
VILLÁM: Figyelemre méltó. Nos, John, életed nagy részét azzal töltötted, hogy megpróbálod megérteni a kvantumelmélet legmegfoghatatlanabb és legnagyobb kihívást jelentő fogalmait. Mi okoz örömet az elméleti fizika és a kvantumteleportáció tanulmányozásában?
PRESKILL: Nos, engem elég könnyű szórakoztatni, így sok minden örömet okoz. De mind a kérdések, mind a válaszok örömet okozhatnak. Azok az ötletek, amelyeket, tudod, még soha nem hallottál, és rájössz, hogy mélyek és lenyűgözőek, örömet okozhatnak. Tehát amikor először megértettem, hogy elméletileg – és azt hiszem, végül a gyakorlatban is – olyan kvantumszámítógépeket építhetünk, amelyek olyan erősek, hogy képesek lesznek megoldani olyan problémákat, amelyeket soha nem tudnánk megoldani, ha ez egy klasszikus világ lenne, az egyik legboldogabb pillanat volt egy ilyen mély és érdekes gondolattal találkozni. És ezen gondolkodva végül megváltoztattam saját kutatásom irányát.
VILLÁM: Olyan szép cucc. A Caltech elméleti fizikusával, John Preskill-lel beszélgettünk a kvantumteleportáció hihetetlen természetéről és lehetséges alkalmazásairól. John, nagyon köszönjük, hogy ma velünk volt.
PRESKILL: Nagyon jól éreztem magam, Janna. Köszönöm.
VILLÁM: Nekem is. Mindig szórakoztató beszélgetni. – Hamarosan.
[Témajátékok]
VILLÁM: A „The Joy of Why” egy podcast a következőtől Quanta Magazineáltal támogatott, szerkesztőileg független kiadvány Simons Alapítvány. A Simons Alapítvány finanszírozási döntései nincsenek hatással a témák kiválasztására, a vendégekre vagy más szerkesztői döntésekre ebben a podcastban vagy a Quanta Magazine.
A „The Joy of Why” producere PRX produkciók. A produkciós csapat Caitlin Faulds, Livia Brock, Genevieve Sponsler és Merritt Jacob. A PRX Productions ügyvezető producere Jocelyn Gonzales. Morgan Church és Edwin Ochoa további segítséget nyújtott. Tól től Quanta Magazine, John Rennie és Thomas Lin nyújtott szerkesztői útmutatást Matt Carlstrom, Samuel Velasco, Nona Griffin, Arleen Santana és Madison Goldberg támogatásával.
Főcímzenéink az APM Music-tól származnak. Julian Lin találta ki a podcast nevét. Az epizód grafikáját Peter Greenwood, a logónkat pedig Jaki King és Kristina Armitage készítette. Külön köszönet a Columbia Journalism School-nak és Bert Odom-Reednek a Cornell Broadcast Studios-tól.
Én vagyok a házigazdád, Janna Levin. Ha bármilyen kérdése vagy észrevétele van velünk kapcsolatban, kérjük, írjon nekünk a címre . Köszönöm, hogy meghallgattak.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
- PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://www.quantamagazine.org/what-is-quantum-teleportation-20240314/
- :van
- :is
- :nem
- :ahol
- ][p
- $ UP
- 1
- 10
- 40
- 50
- a
- Képes
- Rólunk
- erről
- A Quantumról
- teljesen
- baleset
- szerez
- át
- Akció
- tulajdonképpen
- Ad
- További
- előre
- előlegek
- továbbjutó
- Előny
- érint
- Után
- ellen
- egyeztetett
- alice
- Minden termék
- lehetővé
- lehetővé teszi, hogy
- majdnem
- mentén
- Is
- alternatív
- Bár
- mindig
- elképesztő
- között
- erősít
- an
- analóg
- és a
- Másik
- válasz
- válaszok
- számít
- felkészülés
- bármilyen
- bármi
- külön
- app
- megjelenik
- megjelent
- Apple
- alkalmazások
- alkalmazandó
- méltányol
- VANNAK
- TERÜLET
- körül
- Művészet
- AS
- szempontok
- összeszerelt
- Támogatás
- feltételezni
- At
- atom
- tudatában van
- vissza
- Rossz
- BE
- szép
- mert
- válik
- óta
- előtt
- viselkedés
- hogy
- Hisz
- BEST
- Jobb
- között
- Nagy
- Legnagyobb
- biológia
- Bit
- bitek
- Fekete
- Black Hole
- fekete lyukak
- gabona
- Boris
- mindkét
- Doboz
- szünet
- hoz
- Bring
- rádióadás
- borz
- épít
- de
- by
- Kalifornia
- hívás
- hívott
- jött
- TUD
- Kaphat
- nem tud
- eset
- Cellák
- Központ
- központi
- bizonyos
- Szék
- kihívást
- esély
- változik
- jellegzetes
- kémiai
- játékpénz
- templom
- körlevél
- körülmények
- közel
- szorosan
- Társtárs
- Tengerpart
- együttesen
- KOLUMBIA
- kombináció
- hogyan
- jön
- Hozzászólások
- Közös
- közlés
- távközlés
- kiegészítő
- bonyolult
- számítás
- számítógép
- számítógépek
- számítástechnika
- fogalmak
- Sűrített anyag
- Körülmények
- Csatlakozás
- összefüggő
- Csatlakozó
- kapcsolat
- összeköt
- ellenőrzés
- Beszélgetés
- Hűvös
- Mag
- Cornell
- kijavítására
- Összefüggés
- összefüggések
- tudott
- ország
- Tanfolyam
- teremt
- legénység
- kritikus
- Jelenlegi
- Jelenleg
- Időpontok
- üzlet
- határozatok
- mély
- mélyebb
- mélyen
- definíció
- szállít
- szállított
- ás
- leírni
- leírt
- körülír
- leíró
- íróasztal
- elpusztítani
- elpusztított
- részletek
- Fejleszt
- fejlesztése
- eszköz
- DID
- különbség
- különböző
- irány
- eltűnik
- eltűnő
- felfedezés
- megvitatni
- tárgyalt
- távolság
- terjeszteni
- do
- nem
- Nem
- Ennek
- ne
- Ítélve
- Által
- ajtók
- le-
- drámaian
- vezetés
- minden
- Korábban
- Korai
- Korai Univerzum
- föld
- könnyű
- Szerkesztőségi
- Edwin
- hatás
- Einstein
- bármelyik
- képessé
- képessé
- lehetővé
- lehetővé teszi
- kódolt
- találkozás
- végén
- energia
- elég
- összefonódás
- szórakoztat
- teljesen
- epizód
- egyenlő
- egyenletek
- alapvető
- létrehozó
- Még
- esemény
- végül is
- EVER
- Minden
- mindenki
- mindennapi
- mindenki
- minden
- pontosan
- példa
- izgatott
- izgalmas
- végrehajtó
- ügyvezető producer
- létezés
- létezik
- vár
- kísérletek
- szakértők
- kifejezetten
- Exploit
- Hasznosított
- feltárt
- Feltárása
- kiterjedő
- szem
- tény
- Vízesés
- híres
- remekül
- messze
- Far Cry
- elbűvölő
- GYORS
- gyorsabb
- Kedvenc
- hiba
- kevés
- kevesebb
- Fiction
- mező
- Ábra
- mintás
- Találjon
- vezetéknév
- A
- Kényszer
- előre lát
- előrelátás
- forma
- Alapítvány
- alapító
- friss
- ból ből
- móka
- alapvető
- alapvetően
- finanszírozás
- vicces
- felszerelve
- általános
- kap
- jelentkeznek
- szerzés
- Ad
- Giving
- földgolyó
- Goes
- megy
- jó
- kapott
- megadott
- gravitációs
- gravitációs
- nagy
- nagyobb
- Csalitos
- Griffmadár
- úttörő
- vendég
- útmutatást
- kellett
- fél
- félidőt
- kéz
- történik
- történt
- Esemény
- megtörténik
- Kemény
- Legyen
- he
- hallott
- segít
- neki
- itt
- Magas
- <p></p>
- nagyon
- őt
- övé
- Találat
- Lyuk
- Holes
- horizont
- vendéglátó
- Hogyan
- How To
- azonban
- HTML
- http
- HTTPS
- száz
- i
- ötlet
- ötletek
- if
- ikea
- kép
- Hatás
- fontos
- szabhat
- in
- Beleértve
- hihetetlen
- hihetetlenül
- független
- jelzi
- befolyás
- információ
- belső
- Insight
- azonnal
- Intézet
- utasítás
- műszer
- szellemi
- szándékolt
- érdekelt
- érdekes
- belső
- Internet
- interjúk
- bele
- bevezet
- intuíció
- kérdés
- IT
- ITS
- maga
- Jacob
- János
- csatlakozott
- újságírás
- utazás
- öröm
- ugrás
- ugrott
- ugrik
- éppen
- Kulcs
- kilométerre
- Kedves
- király
- Ismer
- ismert
- labor
- laboratóriumok
- nagy
- nagyarányú
- keresztnév
- törvények
- Vezetés
- vezető
- Led
- kevesebb
- fogantyú
- élet
- fény
- mint
- Valószínű
- LIMIT
- lin
- LINK
- Kihallgatás
- kis
- életek
- elhelyezkedés
- logo
- Hosszú
- néz
- nézett
- keres
- veszteség
- elveszett
- Sok
- sok
- magazin
- csinál
- KÉSZÍT
- Gyártás
- sikerült
- Mérkőzés
- anyagok
- matematikai
- matt
- Anyag
- Lehet..
- talán
- me
- jelent
- eszközök
- intézkedés
- mérés
- mérések
- mechanika
- orvostudomány
- Találkozik
- mikrofon
- esetleg
- bánja
- hiányzik
- hibákat
- Pillanatok
- több
- Morgan
- a legtöbb
- mozog
- Filmek
- mozgó
- sok
- többszörös
- zene
- my
- Rejtély
- név
- Nathan
- Természet
- elengedhetetlen
- Szükség
- szükséges
- negatív
- soha
- Új
- Új technológiák
- New York
- nem
- csomópontok
- normális
- rendszerint
- fogalom
- Most
- megfigyelés
- megfigyelni
- OCHOA
- of
- kedvezmény
- oh
- Régi
- on
- egyszer
- ONE
- csak
- nyitva
- működés
- or
- érdekében
- rendes
- eredeti
- eredetileg
- Más
- másképp
- mi
- ki
- felett
- saját
- pár
- párok
- Papír
- papírok
- rész
- alkatrészek
- különös
- Emberek (People)
- emberek
- tökéletesen
- Teljesít
- talán
- kimerül
- gyógyszerek
- jelenség
- Fotonok
- fizikai
- fizikailag
- fizikus
- Fizika
- szedés
- darabok
- Hely
- bolygó
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- játszani
- játszik
- kérem
- podcast
- podcasting
- pont
- lehetséges
- esetleg
- potenciális
- hatalom
- erős
- tehetetlen
- Gyakorlati
- gyakorlat
- pontosan
- Pontosság
- előre
- Készít
- előkészített
- szép
- alapelv
- elvek
- magán
- valószínűleg
- problémák
- folyamat
- Készült
- termelő
- Termelés
- produkciók
- Egyetemi tanár
- ígéret
- ingatlanait
- ingatlan
- védett
- feltéve,
- A megjelenés
- impulzus
- tiszta
- tesz
- világítás
- Quantamagazine
- Kvantum
- Kvantum számítógép
- kvantum számítógépek
- kvantumszámítás
- kvantum összefonódás
- kvantuminformáció
- kvantummérés
- Kvantummechanika
- kvantum részecskék
- kvantumrendszerek
- kvantumtechnika
- qubit
- qubit
- kérdés
- Kérdések
- egészen
- véletlen
- véletlenszerűség
- hatótávolság
- Inkább
- Olvass
- igazi
- észre
- tényleg
- ok
- miatt
- kapott
- nemrég
- Meggyógyul
- utal
- említett
- összefüggő
- kapcsolat
- relativitás
- figyelemre méltó
- TÖBBSZÖR
- szükség
- megköveteli,
- kutatás
- tisztelet
- eredményez
- forradalmi
- forradalmasítani
- jobb
- Szerep
- Mondott
- azonos
- elégedett
- azt mondják
- skálázás
- Iskola
- Tudomány
- Tudomány és technológia
- Tudományos fantasztikum
- tudományos
- lát
- látszik
- Úgy tűnik,
- kiválasztás
- küld
- elküldés
- értelemben
- Érzékenység
- küldött
- különálló
- felépítés
- Megosztás
- megosztott
- ő
- kellene
- jelek
- hasonló
- Egyszerű
- szingularitás
- settenkedik
- So
- Társadalom
- megoldások
- Megoldások
- SOLVE
- néhány
- valahogy
- valami
- néha
- nemsokára
- kifinomult
- hangok
- Hely
- beszél
- beszélő
- speciális
- sebesség
- költött
- Spotify
- kezdet
- Állami
- nyilatkozat
- Államok
- Még mindig
- Történet
- stratégiák
- erősen
- stúdiók
- Tanulmány
- tárgy
- sikerül
- siker
- ilyen
- javasolja,
- támogatás
- Támogatott
- biztos
- felületi
- meglepetés
- túlélés
- csere
- rendszer
- Systems
- Vesz
- tart
- Beszél
- beszéd
- csapat
- Műszaki
- Technologies
- Technológia
- mondd
- feltételek
- mint
- köszönet
- Kösz
- hogy
- A
- az információ
- Az állam
- a világ
- azok
- Őket
- téma
- akkor
- elméleti
- elmélet
- terápiák
- Ott.
- Ezek
- ők
- dolog
- dolgok
- Szerintem
- Gondolkodás
- ezt
- Tamás
- azok
- bár?
- gondoltam
- ezer
- háromdimenziós
- Keresztül
- dobás
- idő
- nak nek
- Ma
- együtt
- mondta
- is
- vett
- Témakörök
- érintse
- felé
- Fordítás
- csapdába
- utazás
- Utazó
- kipróbált
- igaz
- valóban
- megpróbál
- próbál
- FORDULAT
- fordul
- kettő
- típusok
- Végül
- alatt
- megért
- megértés
- megérti
- megértett
- Világegyetem
- hacsak nem
- us
- használ
- használt
- hasznos
- hiábavaló
- segítségével
- rendszerint
- Változat
- változat
- nagyon
- keresztül
- sérülnek
- Sértés
- Képzeld
- akar
- kívánatos
- akar
- volt
- elpazarolt
- Út..
- módon
- we
- webp
- fogadtatás
- JÓL
- ment
- voltak
- Mit
- Mi
- bármi
- amikor
- vajon
- ami
- míg
- egész
- miért
- lesz
- kíván
- val vel
- nélkül
- csodálatos
- szó
- Munka
- világ
- szú járat
- lenne
- év
- Igen
- tegnap
- még
- york
- te
- A te
- a tiéd
- zephyrnet
- nulla