Introduksjon
Kvanteteleportering er ikke bare science fiction; det er helt ekte og skjer i laboratorier i dag. Men å teleportere kvantepartikler og informasjon er langt unna å sende mennesker gjennom verdensrommet. På noen måter er det enda mer forbløffende.
John Preskill, en teoretisk fysiker ved California Institute of Technology, er en av de ledende teoretikere innen kvanteberegning og informasjon. I denne episoden, medvert Jana Levin intervjuer ham om forviklinger, teleportering av biter fra kyst til kyst, og det revolusjonerende løftet om kvanteteknologi.
Hør på Apple Podcasts, Spotify, Google Podcasts, TuneIn eller din favoritt podcasting-app, eller du kan streame det fra Quanta.
Transcript
JANNA LEVIN: Når jeg sier ordet teleportering, hva tenker jeg på? Kanskje det er transportøren fra Star Trek øyeblikkelig stråler mannskapet ned til en planet, eller den tidsreisende TARDIS av Doctor Who. I science fiction er teleportering en hensiktsmessig enhet for å levere mennesker fra ett sted til et annet uten å kaste bort tid på reisen.
Men kvanteteleportering? Vel, det er noe dramatisk annerledes - og helt ekte.
Jeg heter Janna Levin og dette er «The Joy of Why», en podcast fra Quanta Magazine, hvor jeg bytter på mikrofonen med medverten min, Steve Strogatz, og utforsker noen av de største spørsmålene innen matematikk og naturfag i dag.
Kvanteteleportering er kraften til å forsvinne fra ett sted og dukke opp på et annet, uten å reise i mellom. Selv om vi kanskje aldri matcher filmene, vil teknologien sannsynligvis revolusjonere kommunikasjon, databehandling og vår forståelse av verden rundt oss.
I dag får vi selskap av en av de ledende ekspertene på kvanteteleportering. John Preskill er professor i teoretisk fysikk ved California Institute of Technology og grunnlegger og nåværende leder av Institute for Quantum Information and Matter. Forskningen hans har utforsket partikkelfysikk, kvantefeltteori og kvanteaspekter ved det tidlige universet og sorte hull. Hans nåværende arbeid bruker denne forskningen på vanskelige problemer innen kvanteberegning og informasjon. John, velkommen til "The Joy of Why."
JOHN PRESKILL: Glad for å være her, Janna.
LEVIN: Glad for å ha deg her. Jeg ønsker å komme inn på detaljene i dette utrolig tekniske emnet, men kan du starte oss med et av kjernekonseptene, som er ideen om sammenfiltring, kvanteforviklinger?
PRESSKILL: Vel, sammenfiltring er ordet vi bruker for de karakteristiske korrelasjonene mellom deler av et kvantesystem.
Først av alt, hva mener vi med en korrelasjon? Vi kan snakke om korrelasjoner for vanlige biter. La oss si at du har en bit, som er enten 0 eller 1. Og jeg har en bit, som er enten 0 eller 1. Så hvis vi begge har 0 eller vi begge har 1, er det en korrelasjon mellom bitene våre.
Når det gjelder qubits, kan de korreleres på lignende måte. Når vi observerer eller måler qubit - den kvanteanalog av litt — vi skaffer oss litt. Men det som er annerledes med kvantetilfellet er at det er mer enn én måte å se på en qubit.
Så du kan tenke på det som en boks som har litt inni. Inni er det enten en 0 eller en 1. Og jeg har to måter å se inne i boksen på. Den har to dører. Jeg kan enten åpne dør #1 eller jeg kan åpne dør #2. Og hver vei ser jeg litt.
Og vi kan ha en sammenheng for begge veier. Hvis vi begge åpner dør #1, ser vi en viss sammenheng mellom biten du anskaffer og biten jeg anskaffer. Og hvis vi begge åpner dør #2, ser vi en korrelasjon, som generelt sett kan være annerledes.
Og det er fordi vi har disse flere komplementære måtene å se på en qubit på at de har korrelasjoner som er mer interessante og komplekse enn korrelasjonene mellom vanlige biter.
Men mysteriet er dette: Du kan ikke observere en qubit uten å forstyrre den. Dette er en veldig viktig forskjell mellom vanlig informasjon og kvanteinformasjon.
LEVIN: Så la oss si at jeg forstyrrer partikkelen min og tvinger den til å anta en bestemt tilstand. Vi kan kalle det en måleprosess, eller kanskje jeg gjør det ved et uhell. Og jeg finner ut at det er en 0. Og den var korrelert med partikkelen din på en slik måte. Er det virkelig - som folk sier - raskere enn lysets hastighet påtvinger partikkelen din at den antar en viss tilstand for å respektere korrelasjonen?
PRESSKILL: Nei, dessverre, det gjør det ikke. Å, jeg skulle ønske det gjorde det. Hvis jeg ser på qubiten min, spiller det ingen rolle om du har sett på din eller ikke. Jeg skal bare se litt tilfeldig. Så det er først etter at vi begge ser og har snakket med hverandre at vi kan se at vi hadde en korrelasjon.
Men med mindre vi snakker, kommer hver og en av oss bare til å observere ren tilfeldighet, men med like stor sjanse for å være 0 eller 1, og det er ingen måte som kan formidle informasjon.
LEVIN: Nå, selvfølgelig, hvis vi diskuterer med hverandre, må det reise langsommere enn lysets hastighet, den delen av kommunikasjonen.
PRESSKILL: Vel, du kan komme ganske nær lysets hastighet, men ikke raskere. Så det er, det er et stort problem, at vi virkelig ikke kan, selv om vi har forviklinger, sende informasjon fra meg til deg raskere enn tiden det tar lys å reise fra meg til deg. Entanglement endrer ikke den historien.
LEVIN: Fantastisk. Nå, her har vi diskutert sammenfiltring, som dateres tilbake til tankeeksperimenter som [Albert Einstein gjorde for å prøve å kjempe med, og noen ganger mot, kvantemekanikk. Nå, hvorfor refererte Einstein berømt til dette som "uhyggelig handling på avstand"? Eller noen ganger er oversettelsen "spøkelsesaktig handling på avstand."
PRESSKILL: Vel, Einstein følte veldig sterkt at det ikke skulle være noen tilfeldighet i fysikkens grunnleggende lover. Han mente at hvis vi vet alt som kan vites - at fysikkens lover vil tillate oss å vite - om et fysisk system, så burde vi være i stand til perfekt å forutsi hva vi vil se når vi observerer det systemet.
Og sammenfiltring følger ikke det prinsippet. Det er virkelig tilfeldighet i verden. Selv om vi vet alt om det sammenfiltrede paret med qubits som du og jeg deler, er du fortsatt maktesløs til å forutsi hva du ser når du ser på den qubiten. Det er bare litt tilfeldig. Og det er ikke fordi du ikke vet. Det er at det ikke kan vites.
LEVIN: Hvordan blir dette en viktig spak i kvanteteleportering? Det i seg selv er ikke kvanteteleportering. Så hvordan utnyttes det?
PRESSKILL: Det er et subtilt spørsmål. Så la oss snakke nå om hva kvanteteleportering er.
LEVIN: Vær så snill, ja.
PRESSKILL: Så du er i New York nå, ikke sant?
LEVIN: Jeg er i New York, ja.
PRESSKILL: Greit, Janna, jeg er for øyeblikket i California, og du er i New York, og jeg har tilfeldigvis en bit her i California. Den ligger her i hånden min. Det er kodet inn i et lite atom. Men en quantum FedEx gjør feil noen ganger, så de sendte meg denne qubiten, men den var ment for deg. OK? Så på en eller annen måte må jeg finne ut hvordan jeg skal få qubiten min over til deg. Og hvis vi hadde en kanal som vi kunne bruke til å sende atomet fra California til New York, ville det vært en måte å få qubiten over til deg. Men vi har ingen slik forbindelse som jeg kan bruke til å sende atomer.
Men du vil ikke ha atomet, du vil ha informasjonen som er i atomet. Vel, det har seg slik at du og jeg smart hadde framsynet til å lage et par sammenfiltrede qubits i går, i påvente av at vi kanskje kunne bruke dem på et tidspunkt.
Og her er hva jeg kan gjøre. Jeg kan ta denne qubiten som jeg mottok i dag. Jeg vet ikke hvilken informasjon som er i den. Det er en qubit som ble levert til meg. Og jeg kan observere det sammen med min halvdel av det sammenfiltrede paret med qubits som du og jeg deler.
Og nå, jeg observerer to qubits, og jeg gjør det i en — la oss kalle det en sammenfiltret måling. Vi ser på de to samlet, og jeg kan få to biter av informasjon fra å observere dem. Og så – nå, over en vanlig kommunikasjonslink, som det vi bruker nå – kan jeg sende disse to informasjonsbitene til deg. Og så kan du bruke disse to informasjonsbitene til å utføre en operasjon på qubiten din i New York.
Og nå, den qubiten i New York har all den samme kvanteinformasjonen som den mystiske qubiten, som jeg mottok i dag. Jeg vet ikke hva tilstanden til den qubiten er, og faktisk ødelegger jeg den i laboratoriet når jeg observerer den. Men vi er i stand til å "reinkarnere" det, så å si, i New York. Og du trenger bare de to informasjonsbitene for å rekonstruere den qubiten perfekt. Det er kvanteteleportering.
LEVIN: Så, på en eller annen måte, hadde du en kvantestat i California som du ville at jeg skulle kunne reprodusere i New York uten å sende den via FedEx, og kjøre over hele landet. Du ville at jeg skulle klare det uten å fysisk flytte noe i mellom. Så du fant ut denne smarte måten for meg å rekonstruere staten i mitt eget laboratorium med bare de enkle instruksjonene.
Og i den forstand teleporterte den. Det forsvant på din side fordi du ødela staten, og prosessen med å prøve å finne informasjonen du trengte å formidle til meg. Men det dukket opp igjen i laboratoriet mitt når du formidlet informasjonen. Gikk jeg glipp av noe avgjørende i den parafraseringen?
PRESSKILL: Vel, jeg tror det er et par ting å forsterke i det du sa. For det første er jeg ikke helt enig i utsagnet ditt om at jeg ikke sendte noe fysisk til deg. Faktisk så gjorde jeg det. Jeg sendte deg to biter med informasjon.
LEVIN: Å, du sendte meg informasjon over internett.
PRESSKILL: Jeg kan ikke gjøre det uten å sende noe fysisk.
LEVIN: Avtalt.
PRESSKILL: Kanskje var det fotoner, som gikk gjennom en optisk fiber fra California til New York. Og at kommunikasjonen mellom oss faktisk var nødvendig for at dette skulle fungere.
Men det er ikke nok. Det er en morsom ting med qubits. Hvis jeg vil forberede en tilstand av en qubit, trenger jeg mye informasjon. Du kan liksom geometrisk visualisere en qubit som en liten pil som peker i et tredimensjonalt rom. Du vet, som jordens overflate. Og hvis jeg vil fortelle deg hvordan jeg forberedte qubiten, velger jeg et punkt på den kloden, så jeg må gi deg breddegraden og lengdegraden med svært høy presisjon for å fortelle deg nøyaktig hvordan den qubiten ble forberedt.
Så på en måte er det mye informasjon som kommer inn, men veldig lite kommer ut, for når du observerer det, får du bare en bit. Så den ene biten kommer ikke til å fortelle deg hvordan du skal plassere qubiten, så å si, på kloden på en bestemt breddegrad og lengdegrad. Så det er derfor teleportering er bemerkelsesverdig, fordi jeg bare sendte deg de to bitene, og det var nok for deg til å rekonstruere det perfekt.
Det er de to bitene sammen med forviklingen vi delte, som vi hadde peiling til å forberede i går.
LEVIN: Greit, så det er en stor forskjell. Det er utrolig nå. Du sender meg informasjon fysisk, enten internett eller lyssignaler eller hvordan du sender dem til meg. Men på en eller annen måte får jeg mer informasjon på grunn av det sammenfiltrede oppsettet vi ble enige om.
Så det er ikke som om du hadde IKEA-pulten din, og jeg trengte litt informasjon om hvordan jeg skulle bygge mitt og du knuste ditt i stykker for å finne ut hvordan det ble satt sammen. Du må fortsatt fortelle meg hver minste bit av informasjon. Så det er noe fundamentalt annerledes med kvanteprosessen fra den klassiske prosessen. Hva er fordelen med det? Hvorfor er det så spennende? Hva er problemet?
PRESSKILL: Vel, for det første, Janna, er du og jeg teoretiske fysikere, så det skal ikke mye til for å få oss begeistret.
LEVIN: [ler] Absolutt.
PRESSKILL: Men hva er det nyttig for? Det er et godt spørsmål. Så, la oss anta at vi ønsker å distribuere forviklinger rundt om i verden. Det høres ganske kult ut ikke sant? Vi tok for gitt at du og jeg kunne dele forviklinger mellom California og New York, og vi snakket ikke om hvordan vi klarte det.
Faktisk vet vi ikke hvordan vi skal gjøre det akkurat nå med teknologien som eksisterer i dag. Det er ingen grunn til at vi ikke kan det i prinsippet, men av praktiske årsaker, med teknologien vi har i dag, kan vi ikke sende en qubit fra California til New York og få den frem uskadet.
Den beste måten vi må sende qubits på er ved å sende fotoner gjennom optisk fiber, og optisk fiber har tap. Så hvis du prøver å sende en qubit hundre kilometer, har den bare omtrent én av 50 sjanser til å klare den uten å forsvinne. Og hvis jeg prøvde å sende den tusen kilometer, noe som fortsatt ikke er nok til å komme til New York, er det nesten null sannsynlighet for at det vil klare det.
Så hvordan kan vi dele forviklinger? Vel, vi tror vi skal gjøre det ved å bruke teleportering. Det høres litt sirkulært ut, ikke sant? Fordi vi trenger forviklinger for å gjøre teleportering. Men her er ideen: Jeg kan sende en qubit, si, 10 kilometer, du vet, eller 50 kilometer, med en ganske stor sannsynlighet for suksess.
LEVIN: Det er fortsatt ganske bra.
PRESSKILL: Ja, det er ikke så ille. Men la oss nå anta at jeg vil komme meg hele veien fra California til New York, så det jeg gjør er at jeg introduserer mange små noder underveis, hvor vi på en måte skal koble sammen kvantekommunikasjonen. Så la oss forestille oss at vi prøver å komme fra A til C, og det vi gjør er at vi deler sammenfiltring mellom A og B og mellom B og C. Og så har vi en måte å gjøre en måling ved B av de to halvdelene av disse sammenfiltrede par. Vi kaller det entanglement swapping.
Du gjør en måling av de to qubitene ved B, og så forteller du A og C: "Å, her er måleresultatet jeg hadde." Nå kan A og C dele sammenfiltring. OK? Faktisk utvider vi rekkevidden til forviklingen. Det er en variant på teleportering.
Og jeg har ikke fortalt deg hele historien ennå, for hvis sammenfiltringen fra A til B ikke er så bra og sammenfiltringen fra B til C ikke er så bra, kan vi ta mange sammenfiltringspar som er litt støyende og ufullkomne, og det er en måte å destillere dem ned til færre sammenfiltrede par, som har mye høyere kvalitet. Og ved å gjøre det gjentatte ganger, kan vi lage en forbindelse mellom California og New York, og så kan vi bruke den til hva vi vil. Vi kan bruke den til å utvikle den delte nøkkelen som vi vet er privat, eller vi kan bruke den til å sende kvanteinformasjon.
Her er en mer hverdagslig måte på kortere avstand vi kan bruke teleportering på. Hvis vi har to brikker i en kvantedatamaskin, og vi ønsker å sende kvanteinformasjon fra den ene til den andre, er måten vi kan gjøre det på ved å etablere sammenfiltring mellom de to brikkene, og deretter bruke teleportering for å sende informasjon fra den ene til den andre . Og det kommer sannsynligvis til å være avgjørende for å skalere opp kvantedatabehandling til store systemer som kan løse virkelig vanskelige problemer.
LEVIN: Vi kommer tilbake.
[Pause for annonseinnsetting]
LEVIN: Velkommen tilbake til «The Joy of Why».
Så du snakker virkelig om teknologi. Jeg er klar over at du nylig gjorde noe banebrytende for et nytt senter på Caltech. Senter for kvantepresisjonsmåling, tror jeg det kommer til å hete.
PRESSKILL: Det er riktig, ja. Du har forsket.
LEVIN: Ja. Og er det delvis rettet mot å fremme teknologier? Som du sa, du er en teoretisk fysiker. Dette er hva noen mennesker har sagt, den "overraskende nytten av ubrukelige ideer." Men er du rettet mot å fremme teknologier med et slikt senter, eller ønsker du å revolusjonere, egentlig, vår grunnleggende forståelse av kvantemekanikk, eller begge deler?
PRESSKILL: Vi kan egentlig ikke skille disse tingene. Vitenskap og teknologi går videre sammen. Etter hvert som vitenskapen vår blir mer sofistikert, utvikler vi bedre teknologier, og det muliggjør nye oppdagelser. Når vitenskapen går videre, er det gjennom en kombinasjon av nye ideer og ny teknologi.
Så jeg er interessert i kvantedatamaskiner, for eksempel, og det er grunner til å forvente at det til slutt vil ha en stor praktisk innvirkning på samfunnet. Men det er også et fantastisk instrument for vitenskapelig oppdagelse. Så ved Senter for kvantepresisjonsmåling, ja, vi skal utvikle teknologi, men med et øye på bedre målestrategier som utnytter egenskaper som kvanteforviklinger, som vil tillate oss å måle ting med større presisjon og mindre invasivitet.
Alle ønsker å måle ting bedre, og kvantestrategier kan hjelpe oss å gjøre målinger som ellers ikke ville vært mulig. Det er egentlig det intellektuelle temaet for det senteret.
LEVIN: Ja, og alle ønsker å kontrollere informasjon bedre og raskere.
PRESSKILL: Vel, alle forstår at informasjon er viktig, og hva kvanteinformasjon skal brukes til og hvor den store praktiske effekten vil være - det er fortsatt mange åpne spørsmål om det.
Men vi kan forutse at med kvanteinformasjon, med kvanteberegning, ved å bruke kvantesammenfiltring for måling, vil vi være i stand til å gjøre ting vi ikke kunne gjøre før. Og det kommer til å ha en praktisk innvirkning etter hvert.
LEVIN: Forutser du at den praktiske innvirkningen strekker seg til hverdagen vår?
PRESSKILL: Til slutt forventer jeg det. Vi vet ikke sikkert hvordan denne påvirkningen vil merkes. Når det gjelder kvanteberegning, den beste ideen vi har for øyeblikket - og det er en gammel idé, som går tilbake over 40 år til Richard Feynman — er at vi kan bruke kvantedatamaskiner til å forstå dypere hvordan kvantesystemer oppfører seg.
Fysikere som oss forstår at det er interessant, men det er også viktig fordi det kan gjøre det mulig å oppdage nye typer materialer med nyttige egenskaper, nye typer kjemiske forbindelser, kanskje inkludert legemidler og så videre. Og alt som til slutt påvirker folks hverdag. Og med kvantemåling også, tror jeg kvanteteknologi virkelig kommer til å berøre alt innen vitenskap til slutt.
La oss si at vi innen biologi og medisin ønsker å kunne observere hva som foregår inne i cellene, ikke-invasivt og med høyere følsomhet. Og det kommer til å bli viktig for terapier etter hvert, og det vil også være viktig for å forstå biologisk vitenskap dypere.
LEVIN: Det er også et sted for kvanteteleportering for å forstå tyngdekraftens grunnleggende natur, som jeg vet har vært et sentralt område i forskningen din. Hvordan kan forviklinger spille en rolle i ting så store og tømmer som sorte hull?
PRESSKILL: For meg er dette noe av det mest spennende med kvanteinformasjon, det er at det gir oss nye måter å tenke på andre grunnleggende spørsmål, inkludert i fysikk av kondensert materie, hvor vi prøver å forstå svært sammenfiltrede tilstander av kvantematerie, og i gravitasjonsfysikk.
Denne historien går langt tilbake til 1935 da to kjente aviser dukket opp i Fysisk gjennomgang. En av dem, av Einstein og [Nathan] Rosen, handlet om observasjonen at vi kan finne løsninger i generell relativitet til Einsteins ligninger, som beskriver rom-tid, der det er et ormehull i verdensrommet. Dette ble ikke forstått så godt på den tiden, men egentlig beskriver løsningen to sorte hull, som har et delt interiør - et slags ormehull som forbinder innsiden av disse to sorte hullene.
Og avisen av Einstein, [Boris] Podolsky og Rosen var om kvanteforviklinger og den særegne måten den lar systemer korreleres med hverandre på en måte som vi ikke kan beskrive i form av klassisk informasjon.
Og det vi har sett pris på de siste 10 årene: Disse to fenomenene, kvanteforviklinger og ormehull i verdensrommet, er nært beslektet med hverandre. Faktisk kan de sees på som to måter å beskrive det samme på. Dette er en vanlig ting i fysikk og veldig styrkende. Hvis vi har to forskjellige måter å beskrive det samme fenomenet på, som ser veldig forskjellige ut fra hverandre, men beskriver nøyaktig den samme fysikken, kan det hjelpe oss til å få en dypere forståelse.
Og så, det vi setter pris på nå, og som vi kan si ganske eksplisitt i den versjonen av kvantetyngdekraften som vi forstår best, er at hvis to sorte hull blir svært sammenfiltret med hverandre, vil de være forbundet med et ormehull i rommet.
Alice kan ha sitt sorte hull, og Bob kan ha sitt, og hvis de er viklet inn i hverandre, betyr det at Alice og Bob begge kan hoppe inn i sine sorte hull. Og så kunne de møtes, og kanskje ha et forhold en stund, selv om de ville være dømt, som Romeo og Julie, til å treffe singulariteten og bli ødelagt. Men vi kan gjøre det enda morsommere, og det er her teleportering kommer inn.
Vi kan lage et ormehull i verdensrommet, under akkurat de rette forholdene, traverserbart. Det originale ormehullet som opprinnelig ble beskrevet av Einstein og Rosen er et eksempel på et ormehull som ikke kan gjennomgås. Det betyr at du ikke kan hoppe i den ene enden og komme ut i den andre enden. Men det vi har kommet til å forstå er at det faktisk er mulig i kvanteteorien å sende inn en negativ energipuls inn i et sort hull. Når du vanligvis sender materie inn i et sort hull, får det hendelseshorisonten til å bevege seg litt utover, den negative energipulsen kan få den til å bevege seg litt innover. Og det er akkurat det vi trenger for at Alice skal kunne kaste litt eller en bit inn i det sorte hullet hennes og for at det skal komme ut ved Bobs ende.
Det er en alternativ måte å beskrive dette på, som er at dette egentlig er en form for kvanteteleportering.
Så jeg synes det er veldig gøy, fordi det antyder at gravitasjonsintuisjon kan hjelpe oss til å forstå oppførselen til svært komplekse kvantesystemer som ellers ville virke veldig ikke-intuitive.
LEVIN: Det er en helt fantastisk og fascinerende vending å dykke så dypt inn i kvantumet, for å prøve å forstå storskala fenomener, som selve eksistensen av sorte hull eller deres overlevelse.
Og jeg skal snike inn ett spørsmål om fordampning av sorte hull, og hvordan kvanteteleportering kan være relevant for å forstå hvordan, hvis Alice hopper inn i det sorte hullet, kan det hende at informasjonen hennes til slutt ikke går tapt, og at kvanteteleportering kan være en måte for oss å gjenopprette det som skjedde med Alice etter at hun hoppet inn i det sorte hullet.
PRESSKILL: Vel, jeg visste at da jeg ble sammen med Janna Levin, ville vi til slutt snakke om sorte hull.
LEVIN: [ler] Jeg kan gjøre enhver samtale til en samtale om sorte hull.
PRESSKILL: Ingen overraskelse der.
Egentlig tror jeg det jeg nettopp beskrev gir oss innsikt i prosessen der informasjon unnslipper fra sorte hull, noe vi tror at den gjør. Fysikkens lover tillater ikke at informasjon blir ødelagt, selv når den faller ned i sorte hull og de sorte hullene fordamper. Det bare blir forvrengt i en form som er ekstremt vanskelig å lese. Det er en slags brudd på lokalitet. Dette er det mest, eller et av de mest, grunnleggende prinsippene i fysikk. Vi refererte til det tidligere - at informasjonen ikke kan reise raskere enn lysets hastighet.
Men på en eller annen måte, for å komme ut av et sort hull, reiser informasjon per definisjon raskere enn lys. Lys er fanget inne, informasjon kommer ut. Og det som indikerer er at forestillingen om årsakssammenheng - slik vi vanligvis tenker på det, at det er en fartsgrense for hvor raskt informasjon kan reise - ikke er strengt sant under alle omstendigheter. Det prinsippet kan brytes.
Og rom-tid i seg selv er kanskje ikke egentlig en grunnleggende forestilling. Snarere er det en emergent egenskap til et komplekst kvantesystem der ting er svært viklet inn.
Så hvordan er det at vi under normale omstendigheter tror at denne forestillingen om årsakssammenheng ser ut til å være så strengt oppfylt? Vel, jeg tror vi har et svar på det, og det er ganske interessant at det kobles sammen med kvanteberegning.
Vi tror det er det mulig å bryte årsakssammenheng, for å sende informasjon raskere enn lyset. Men for å gjøre det kreves det en kvanteberegning av den typen du kan gjøre på en kvantedatamaskin, som er så kompleks og så kraftig at vi aldri vil kunne gjøre det i praksis.
Så vi burde være i stand til å rive i stykker mellomrommet mellom meg i California og deg, Janna, i New York. I prinsippet kan vi det. I praksis er det så ekstremt vanskelig å gjøre det, det ville kreve en så kraftig beregning at ingen noen gang vil lykkes.
LEVIN: Bemerkelsesverdig. Nå, John, du har brukt mye av livet ditt på å prøve å forstå noen av de mest unnvikende og utfordrende konseptene i kvanteteorien. Hva er det med studiet av teoretisk fysikk og kvanteteleportering som gir deg glede?
PRESSKILL: Vel, jeg er ganske lett å underholde, så mange ting gir meg glede. Men både spørsmål og svar kan gi en glede. Ideer som du aldri har hørt før, og du innser at de er dype og fascinerende, kan bringe glede. Så da jeg først skjønte at vi teoretisk – og jeg tror til slutt i praksis – kan bygge kvantedatamaskiner som er så kraftige at de vil være i stand til å løse problemer som vi aldri ville vært i stand til å løse hvis dette var en klassisk verden, var på en måte et av de lykkeligste øyeblikkene, å møte en så dyp og interessant idé. Og å tenke på det førte til at jeg endret retningen på min egen forskning.
LEVIN: Det er så vakre ting. Vi har snakket med Caltechs teoretiske fysiker John Preskill om den utrolige naturen og potensielle anvendelser av kvanteteleportering. John, tusen takk for at du er med oss i dag.
PRESSKILL: Jeg storkoste meg, Janna. Takk skal du ha.
LEVIN: Jeg også. Det er alltid gøy å snakke. «Til snart.
[Temaspill]
LEVIN: «The Joy of Why» er en podcast fra Quanta Magazine, en redaksjonelt uavhengig publikasjon støttet av Simons Foundation. Finansieringsbeslutninger fra Simons Foundation har ingen innflytelse på valg av emner, gjester eller andre redaksjonelle beslutninger i denne podcasten eller i Quanta Magazine.
«The Joy of Why» er produsert av PRX Productions. Produksjonsteamet er Caitlin Faulds, Livia Brock, Genevieve Sponsler og Merritt Jacob. Den utøvende produsenten av PRX Productions er Jocelyn Gonzales. Morgan Church og Edwin Ochoa ga ytterligere hjelp. Fra Quanta Magazine, John Rennie og Thomas Lin ga redaksjonell veiledning, med støtte fra Matt Carlstrom, Samuel Velasco, Nona Griffin, Arleen Santana og Madison Goldberg.
Temamusikken vår er fra APM Music. Julian Lin kom opp med podcastnavnet. Episoden er av Peter Greenwood og logoen vår er av Jaki King og Kristina Armitage. Spesiell takk til Columbia Journalism School og Bert Odom-Reed ved Cornell Broadcast Studios.
Jeg er verten din, Janna Levin. Hvis du har spørsmål eller kommentarer til oss, vennligst send oss en e-post på . Takk for at du lyttet.
- SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
- PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
- PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
- kilde: https://www.quantamagazine.org/what-is-quantum-teleportation-20240314/
- : har
- :er
- :ikke
- :hvor
- ][s
- $OPP
- 1
- 10
- 40
- 50
- a
- I stand
- Om oss
- om det
- Om Quantum
- absolutt
- ulykke
- erverve
- tvers
- Handling
- faktisk
- Ad
- Ytterligere
- avansere
- fremskritt
- Advancing
- Fordel
- påvirke
- Etter
- mot
- avtalte
- alice
- Alle
- tillate
- tillater
- nesten
- langs
- også
- alternativ
- Selv
- alltid
- utrolig
- blant
- forsterke
- an
- analog
- og
- En annen
- besvare
- svar
- forutse
- forutse
- noen
- hva som helst
- hverandre
- app
- vises
- dukket opp
- eple
- søknader
- gjelder
- verdsette
- ER
- AREA
- rundt
- Kunst
- AS
- aspekter
- montert
- Assistanse
- anta
- At
- atom
- klar
- tilbake
- dårlig
- BE
- vakker
- fordi
- bli
- vært
- før du
- atferd
- være
- tro
- BEST
- Bedre
- mellom
- Stor
- Biggest
- biologi
- Bit
- biter
- Svart
- Black Hole
- svarte hull
- bob
- Boris
- både
- Eske
- Break
- bringe
- Bringer
- kringkaste
- Brock
- bygge
- men
- by
- california
- ring
- som heter
- kom
- CAN
- Kan få
- kan ikke
- saken
- Celler
- sentrum
- sentral
- viss
- Chair
- utfordrende
- sjanse
- endring
- karakteristisk
- kjemisk
- chips
- kirke
- sirkulær
- omstendigheter
- Lukke
- tett
- Co-Host
- Coast
- samlet sett
- COLUMBIA
- kombinasjon
- Kom
- kommer
- kommentarer
- Felles
- Kommunikasjon
- kommunikasjon
- utfyllende
- komplekse
- beregningen
- datamaskin
- datamaskiner
- databehandling
- konsepter
- Kondensert materie
- forhold
- Koble
- tilkoblet
- Tilkobling
- tilkobling
- forbinder
- kontroll
- Samtale
- Kul
- Kjerne
- cornell
- korrigere
- Korrelasjon
- korrelasjoner
- kunne
- land
- Kurs
- skape
- mannskap
- avgjørende
- Gjeldende
- I dag
- datoer
- avtale
- avgjørelser
- dyp
- dypere
- dypt
- definisjon
- leverer
- levert
- dybden
- beskrive
- beskrevet
- beskriver
- beskrive
- skrivebord
- ødelegge
- ødelagt
- detaljer
- utvikle
- utvikle
- enhet
- gJORDE
- forskjell
- forskjellig
- retning
- forsvinne
- forsvinner
- Funnet
- diskutere
- diskutert
- avstand
- distribuere
- do
- gjør
- ikke
- gjør
- ikke
- Fortapt
- Av
- dører
- ned
- dramatisk
- kjøring
- hver enkelt
- Tidligere
- Tidlig
- Tidlig univers
- jord
- lett
- Redaksjonell
- Edwin
- effekt
- Einstein
- enten
- emalje
- bemyndige
- myndiggjøring
- muliggjøre
- muliggjør
- kodet
- møte
- slutt
- energi
- nok
- forviklinger
- underholde
- fullstendig
- episode
- lik
- ligninger
- avgjørende
- etablere
- Selv
- Event
- etter hvert
- NOEN GANG
- Hver
- alle
- hverdagen
- alle
- alt
- nøyaktig
- eksempel
- opphisset
- spennende
- utøvende
- Executive Producer
- eksistens
- finnes
- forvente
- eksperimenter
- eksperter
- eksplisitt
- Exploit
- Exploited
- utforsket
- Utforske
- strekker
- øye
- Faktisk
- Falls
- berømt
- famously
- langt
- Far Cry
- fascinerende
- FAST
- raskere
- Favoritt
- feil
- Noen få
- færre
- Fiction
- felt
- Figur
- tenkte
- Finn
- Først
- Til
- Tving
- forutse
- framsyn
- skjema
- Fundament
- Grunnleggeren
- fersk
- fra
- moro
- fundamental
- fundamentalt
- finansiering
- morsomt
- rettet
- general
- få
- blir
- få
- Gi
- Giving
- globus
- Går
- skal
- god
- fikk
- innvilget
- gravitasjons
- gravitasjon
- flott
- større
- Greenwood
- Griffin
- banebrytende
- gjester
- veiledning
- HAD
- Halvparten
- halvdeler
- hånd
- skje
- skjedde
- Skjer
- skjer
- Hard
- Ha
- he
- hørt
- hjelpe
- her
- her.
- Høy
- høyere
- svært
- ham
- hans
- hit
- Hole
- Holes
- horisont
- vert
- Hvordan
- Hvordan
- Men
- HTML
- http
- HTTPS
- hundre
- i
- Tanken
- Ideer
- if
- ikea
- forestille
- Påvirkning
- viktig
- pålegge
- in
- Inkludert
- utrolig
- utrolig
- uavhengig
- indikerer
- påvirke
- informasjon
- innsiden
- innsikt
- øyeblikkelig
- Institute
- instruksjoner
- instrument
- intellektuell
- tiltenkt
- interessert
- interessant
- interiør
- Internet
- intervjuer
- inn
- introdusere
- intuisjon
- utstedelse
- IT
- DET ER
- selv
- jacob
- John
- ble med
- journalistikk
- reise
- glede
- hoppe
- hoppet
- hopp
- bare
- nøkkel
- kilometer
- Type
- konge
- Vet
- kjent
- lab
- laboratorier
- stor
- storskala
- Siste
- Lover
- Ledelse
- ledende
- Led
- mindre
- spaken
- Life
- lett
- i likhet med
- Sannsynlig
- BEGRENSE
- lin
- LINK
- Lytting
- lite
- Bor
- plassering
- logo
- Lang
- Se
- så
- ser
- tap
- tapte
- Lot
- masse
- magazine
- gjøre
- GJØR AT
- Making
- fikk til
- Match
- materialer
- math
- matt
- Saken
- Kan..
- kan være
- me
- bety
- midler
- måle
- måling
- målinger
- mekanikk
- medisin
- Møt
- mic
- kunne
- tankene
- gå glipp av
- feil
- Moments
- mer
- Morgan
- mest
- flytte
- Filmer
- flytting
- mye
- flere
- musikk
- my
- Mystery
- navn
- Nathan
- Natur
- nødvendig
- Trenger
- nødvendig
- negativ
- aldri
- Ny
- Ny teknologi
- New York
- Nei.
- noder
- normal
- normalt
- Forestilling
- nå
- observasjon
- observere
- OCHOA
- of
- off
- oh
- Gammel
- on
- gang
- ONE
- bare
- åpen
- drift
- or
- rekkefølge
- vanlig
- original
- opprinnelig
- Annen
- ellers
- vår
- ut
- enn
- egen
- par
- par
- Papir
- papirer
- del
- deler
- merkelig
- Ansatte
- folks
- perfekt
- Utfør
- kanskje
- Peter
- legemidler
- fenomen
- Fotoner
- fysisk
- fysisk
- fysiker
- Fysikk
- plukking
- stykker
- Sted
- planet
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- Spille
- spiller
- vær så snill
- podcast
- Podcasting
- Point
- mulig
- muligens
- potensiell
- makt
- kraftig
- maktesløs
- Praktisk
- praksis
- nettopp
- Precision
- forutsi
- Forbered
- forberedt
- pen
- prinsipp
- prinsipper
- privat
- sannsynligvis
- problemer
- prosess
- produsert
- produsent
- Produksjon
- produksjoner
- Professor
- løfte
- egenskaper
- eiendom
- beskyttet
- forutsatt
- Utgivelse
- puls
- ren
- sette
- kvalitet
- Quantamagazin
- Quantum
- Kvantedatamaskin
- kvante datamaskiner
- kvanteberegning
- kvanteforviklinger
- kvanteinformasjon
- kvantemåling
- Kvantemekanikk
- kvantepartikler
- kvantesystemer
- kvanteteknologi
- qubit
- qubits
- spørsmål
- spørsmål
- ganske
- tilfeldig
- tilfeldig
- område
- heller
- Lese
- ekte
- realisere
- virkelig
- grunnen til
- grunner
- mottatt
- nylig
- Gjenopprette
- referere
- referert
- i slekt
- forholdet
- relativt
- relevant
- bemerkelsesverdig
- GJENTATTE GANGER
- krever
- Krever
- forskning
- respekt
- resultere
- revolusjonær
- Revolusjonere
- ikke sant
- Rolle
- Sa
- samme
- fornøyd
- sier
- skalering
- Skole
- Vitenskap
- Vitenskap og teknologi
- Science Fiction
- vitenskapelig
- se
- synes
- synes
- utvalg
- send
- sending
- forstand
- Følsomhet
- sendt
- separat
- oppsett
- Del
- delt
- hun
- bør
- signaler
- lignende
- Enkelt
- singularitet
- snike
- So
- Samfunnet
- løsning
- Solutions
- LØSE
- noen
- en eller annen måte
- noe
- noen ganger
- snart
- sofistikert
- lyder
- Rom
- snakke
- sett
- spesiell
- fart
- brukt
- Spotify
- Begynn
- Tilstand
- Uttalelse
- Stater
- Still
- Story
- strategier
- sterk
- studioer
- Studer
- emne
- lykkes
- suksess
- slik
- foreslår
- støtte
- Støttes
- sikker
- overflaten
- overraskelse
- overlevelse
- swapping
- system
- Systemer
- Ta
- tar
- Snakk
- snakker
- lag
- Teknisk
- Technologies
- Teknologi
- fortelle
- vilkår
- enn
- takk
- Takk
- Det
- De
- informasjonen
- Staten
- verden
- deres
- Dem
- tema
- deretter
- teoretiske
- teori
- terapi
- Der.
- Disse
- de
- ting
- ting
- tror
- tenker
- denne
- thomas
- De
- selv om?
- trodde
- tusen
- tredimensjonal
- Gjennom
- kaste
- tid
- til
- i dag
- sammen
- fortalte
- også
- tok
- temaer
- berøre
- mot
- Oversettelse
- fanget
- reiser
- Traveling
- prøvd
- sant
- virkelig
- prøve
- prøver
- SVING
- snur
- to
- typer
- Til syvende og sist
- etter
- forstå
- forståelse
- forstår
- forstås
- Universe
- med mindre
- us
- bruke
- brukt
- nyttig
- ubrukelig
- ved hjelp av
- vanligvis
- variant
- versjon
- veldig
- av
- krenket
- BRUDD
- visualisere
- ønsker
- ønsket
- ønsker
- var
- bortkastet
- Vei..
- måter
- we
- webp
- velkommen
- VI VIL
- gikk
- var
- Hva
- Hva er
- uansett
- når
- om
- hvilken
- mens
- hele
- hvorfor
- vil
- ønske
- med
- uten
- herlig
- ord
- Arbeid
- verden
- ormehull
- ville
- år
- ja
- i går
- ennå
- york
- Du
- Din
- yours
- zephyrnet
- null