Вступ
Квантова телепортація — це не просто наукова фантастика; це цілком реально і відбувається в лабораторіях сьогодні. Але телепортація квантових частинок і інформації — це далекий крок від переміщення людей у космос. У певному сенсі це ще більше вражає.
Джон Прескілл, фізик-теоретик з Каліфорнійського технологічного інституту, є одним із провідних теоретиків квантових обчислень та інформації. У цьому епізоді співведучий Янна Левін бере у нього інтерв’ю про заплутаність, телепортацію шматочків від узбережжя до узбережжя та революційні перспективи квантових технологій.
Слухай далі Apple Podcasts, Spotify, Підкасти Google, Налаштувати або ваш улюблений додаток для подкастингу, або ви можете транслювати його з Quanta.
Розшифровка
JАННА ЛЕВІНА: Коли я кажу слово телепортація, що спадає на думку? Можливо, це перевізник з Star Trek миттєво пересилає екіпаж на планету або ТАРДИС, що подорожує в часі Доктор Хто. У науковій фантастиці телепортація - це зручний пристрій для доставки людей з одного місця в інше, не витрачаючи часу на дорогу.
Але квантова телепортація? Що ж, це щось кардинально інше — і цілком реальне.
Я Жанна Левін, і це подкаст «The Joy of Why» від Журнал Quanta, де я чергую біля мікрофона зі своїм співведучим, Стів Строгатц, досліджуючи деякі з найбільших питань математики та науки сьогодні.
Квантова телепортація — це здатність зникати з одного місця й з’являтися в іншому, не подорожуючи між ними. Хоча ми можемо ніколи не зрівнятися з фільмами, ця технологія, швидше за все, зробить революцію в комунікаціях, обчисленнях і нашому розумінні світу навколо нас.
Сьогодні до нас приєднався один із провідних експертів із квантової телепортації. Джон Прескілл є професором теоретичної фізики в Каліфорнійському технологічному інституті та засновником і нинішнім керівником Інституту квантової інформації та матерії. Його дослідження вивчали фізику елементарних частинок, квантову теорію поля та квантові аспекти раннього Всесвіту та чорних дір. Його поточна робота застосовує це дослідження до нерозв’язних проблем у квантових обчисленнях та інформації. Джон, ласкаво просимо до «The Joy of Why».
ДЖОН ПРЕСКІЛЛ: Радий бути тут, Жанна.
ЛЕВІН: Радий, що ти є. Я хочу вникнути в деталі цієї неймовірно технічної теми, але чи можете ви почати нас з однієї з основних концепцій, якою є ідея заплутаності, квантова заплутаність?
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Ну, заплутаність - це слово, яке ми використовуємо для характерних кореляцій між частинами квантової системи.
Перш за все, що ми маємо на увазі під кореляцією? Ми можемо говорити про кореляції для звичайних бітів. Скажімо, у вас є біт, який дорівнює або 0, або 1. А у мене є біт, який дорівнює 0 або 1. Тоді, якщо ми обидва маємо 0 або ми обидва маємо 1, це кореляція між нашими бітами.
У випадку з кубітами їх можна співвіднести подібним чином. Коли ми спостерігаємо або вимірюємо кубіт — квантовий аналог біта — набуваємо трохи. Але те, що відрізняє квантовий випадок, полягає в тому, що існує більше ніж один спосіб розглядати кубіт.
Тож ви можете думати про це як про коробку, яка має трохи всередині. Усередині або 0, або 1. І я маю два способи зазирнути всередину коробки. У нього двоє дверей. Я можу відкрити двері №1 або я можу відкрити двері №2. І кожен шлях я бачу трохи.
І ми могли б мати кореляцію для обох сторін. Якщо ми обидва відкриваємо Двері №1, ми бачимо певну кореляцію між тим, що отримуєш ти, і тим, що я отримую. І якщо ми обидва відкриваємо двері №2, ми бачимо кореляцію, яка загалом може бути іншою.
І саме тому, що ми маємо ці кілька взаємодоповнюючих способів розгляду кубіта, вони мають більш цікаві та складні кореляції, ніж кореляції між звичайними бітами.
Але загадка полягає в наступному: ви не можете спостерігати за кубітом, не порушивши його. Це дуже важлива відмінність між звичайною інформацією та квантовою.
ЛЕВІН: Тож, скажімо, я турбую свою частинку й змушую її прийняти певний стан. Ми можемо назвати це процесом вимірювання, або, можливо, я роблю це випадково. І я зрозумів, що це 0. І це корелювалося з вашою частинкою таким чином. Чи справді це, як кажуть люди, швидше, ніж швидкість світла, змушує вашу частинку приймати певний стан, щоб дотримуватися кореляції?
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Ні, на жаль, це не так. О, я б хотів, щоб це було. Якщо я дивлюся на свій кубіт, не має значення, дивилися ви на свій чи ні. Я просто збираюся побачити випадковий біт. Отже, лише після того, як ми обоє подивимось і поговоримо один з одним, ми зможемо зрозуміти, що між нами є кореляція.
Але, якщо ми не поговоримо, кожен із нас буде просто спостерігати чисту випадковість, але з рівним шансом бути 0 або 1, і неможливо передати будь-яку інформацію.
ЛЕВІН: Тепер, звісно, якщо ми обговорюємо один з одним, ця частина спілкування має рухатися повільніше, ніж швидкість світла.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Ну, ви можете наблизитися до швидкості світла, але не швидше. Отже, це велика проблема, що ми справді не можемо, навіть якщо у нас є заплутаність, надіслати інформацію від мене до вас швидше, ніж час, який потрібен світлу, щоб доїхати від мене до вас. Заплутаність не змінює цю історію.
ЛЕВІН: Дивовижний. Тепер ми обговорили заплутаність, яка бере свій початок із уявних експериментів [Альберт Ейнштейн робив, щоб спробувати боротися з квантовою механікою, а іноді й проти неї. Тепер, чому Ейнштейн знаменито назвав це «моторошна дія на відстані“? Або іноді переклад: «примарна дія на відстані».
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Ну, Ейнштейн був дуже твердо переконаний, що в фундаментальних законах фізики не повинно бути випадковості. Він вважав, що якщо ми знаємо все, що можна знати — що закони фізики дозволяють нам знати — про фізичну систему, то ми повинні мати можливість точно передбачити, що ми побачимо, спостерігаючи цю систему.
І заплутаність не підкоряється цьому принципу. У світі дійсно існує справжня випадковість. Навіть якщо ми знаємо все про ту заплутану пару кубітів, якими ми з вами ділимося, все одно ви безсилі передбачити, що ви бачите, коли дивитеся на цей кубіт. Це просто випадковий біт. І це не тому, що ти не знаєш. Справа в тому, що цього не можна знати.
ЛЕВІН: Як це стає важливим важелем у квантовій телепортації? Це саме по собі не є квантовою телепортацією. Отже, як його експлуатують?
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Це тонке питання. Тож давайте поговоримо про те, що таке квантова телепортація.
ЛЕВІН: Будь ласка, так.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Отже, ти зараз у Нью-Йорку, так?
ЛЕВІН: Я в Нью-Йорку, так.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Гаразд, Джанно, я зараз у Каліфорнії, а ти в Нью-Йорку, і я випадково маю тут, у Каліфорнії, кубіт. Це прямо тут, у мене в руці. Він закодований у маленькому атомі. Але квантовий FedEx іноді робить помилки, тому вони надіслали мені цей кубіт, але він був призначений для вас. В ПОРЯДКУ? Тож мені якось треба придумати, як передати тобі свій кубіт. І якби у нас був якийсь канал, який ми могли б використати, щоб відправити атом із Каліфорнії до Нью-Йорка, це був би один із способів доставити кубіт вам. Але ми не маємо такого зв’язку, за допомогою якого я міг би надсилати атоми.
Але вам потрібен не атом, вам потрібна інформація, яка міститься в атомі. Ну, так сталося, що вчора ми з вами розумно передбачили створити пару переплутаних кубітів, передбачаючи, що колись ми зможемо ними скористатися.
І ось що я можу зробити. Я можу взяти цей кубіт, який отримав сьогодні. Я не знаю, яка там інформація. Це якийсь кубіт, який мені доставили. І я можу спостерігати це разом зі своєю половиною заплутаної пари кубітів, яку ми з тобою ділимо.
І зараз я спостерігаю за двома кубітами, і я роблю це в — назвемо це заплутаним вимірюванням. Ми розглядаємо їх разом, і я можу отримати дві частини інформації, спостерігаючи за ними. А потім — тепер, через звичайний канал зв’язку, як те, що ми зараз використовуємо — я можу надіслати вам ці два біти інформації. А потім ви можете використати ці два біти інформації, щоб виконати операцію на своєму кубіті в Нью-Йорку.
І тепер цей кубіт у Нью-Йорку містить ту саму квантову інформацію, що й той таємничий кубіт, який я отримав сьогодні. Я не знаю, в якому стані цей кубіт, і насправді я знищую його у своїй лабораторії, коли спостерігаю за ним. Але ми можемо його «реінкарнувати», так би мовити, у Нью-Йорку. І вам потрібні лише ці два біти інформації, щоб ідеально реконструювати цей кубіт. Це квантова телепортація.
ЛЕВІН: Отже, у певному сенсі у вас був квантовий штат у Каліфорнії, який ви хотіли, щоб я міг відтворити в Нью-Йорку, не надсилаючи його через FedEx, їздячи через усю країну. Ти хотів, щоб я зміг це зробити, не переміщаючи нічого між собою. Тож ви знайшли для мене цей розумний спосіб реконструювати стан у моїй власній лабораторії за допомогою цих простих інструкцій.
І в цьому сенсі він телепортувався. З вашого боку він зник, тому що ви знищили державу та процес пошуку інформації, яку вам потрібно було передати мені. Але він знову з’явився в моїй лабораторії, як тільки ви передали інформацію. Чи я пропустив щось важливе в цьому перефразуванні?
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Гадаю, у тому, що ви сказали, є кілька речей, які варто підкреслити. По-перше, я не зовсім погоджуюся з вашим твердженням, що я не надсилав вам нічого фізичного. Насправді, я зробив. Я надіслав тобі дві інформації.
ЛЕВІН: О, ви надіслали мені інформацію через Інтернет.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Я не можу зробити це, не надіславши щось фізичне.
ЛЕВІН: Домовлено.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Можливо, це були фотони, які пройшли по оптичному волокну з Каліфорнії в Нью-Йорк. І ця комунікація між нами була насправді необхідною, щоб це спрацювало.
Але цього недостатньо. Це смішна річ про кубіти. Якщо я хочу підготувати стан кубіта, мені потрібно багато інформації. Ви можете геометрично візуалізувати кубіт як маленьку стрілку, що вказує в тривимірному просторі. Знаєте, як поверхня Землі. І якщо я хочу розповісти вам, як я підготував кубіт, я вибираю точку на цьому глобусі, тож я повинен надати вам широту та довготу з дуже високою точністю, щоб сказати вам, як саме було підготовлено цей кубіт.
Тож, у певному сенсі, надходить багато інформації, але виходить дуже мало, тому що, спостерігаючи за нею, ви отримуєте лише один шматочок. Тож цей біт не скаже вам, як розмістити кубіт, так би мовити, на земній кулі на певній широті та довготі. Ось чому телепортація дивовижна, тому що я надіслав тобі лише ці два біти, і цього було достатньо, щоб ти її повністю відтворив.
Це два біти разом із заплутаністю, якою ми спільними були, яку ми мали передбачення підготувати вчора.
ЛЕВІН: Так, це велика різниця. Зараз це дивовижно. Ви надсилаєте мені інформацію фізично, через Інтернет чи світлові сигнали, або як би ви надсилали їх мені. Але якимось чином я отримую більше інформації через заплутану схему, про яку ми домовилися.
Тож це не те, що у вас був свій стіл IKEA, і мені потрібна була інформація про те, як створити свій, а ви розбили свій на шматки, щоб зрозуміти, як він зібраний. Тобі все одно доведеться розповідати мені кожну дрібницю інформації. Отже, квантовий процес принципово відрізняється від класичного. Яка в цьому перевага? Чому це так захоплююче? У чому справа?
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Ну, по-перше, Жанно, ми з тобою фізики-теоретики, тож, знаєш, не потрібно багато, щоб нас захопити.
ЛЕВІН: [сміх] Абсолютно.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Але чим він корисний? Це гарне запитання. Отже, припустімо, що ми хочемо поширити заплутаність по всьому світу. Це звучить досить круто, правда? Ми вважали само собою зрозумілим, що ми з вами можемо розділити зв’язок між Каліфорнією та Нью-Йорком, і ми не говорили про те, як нам це вдалося зробити.
Фактично, ми не знаємо, як це зробити прямо зараз за допомогою існуючих технологій. Немає причин, чому ми не можемо це зробити в принципі, але з практичних міркувань, з технологіями, які ми зараз маємо, ми не можемо надіслати кубіт із Каліфорнії до Нью-Йорка й доставити його неушкодженим.
Найкращий спосіб надсилання кубітів – це надсилання фотонів через оптичне волокно, а оптичне волокно має втрати. Отже, якщо ви спробуєте відправити кубіт на сто кілометрів, у нього буде лише один шанс із 50 встигнути, не зникнувши. І якби я спробував відправити його на тисячу кілометрів, чого все одно недостатньо, щоб дістатися до Нью-Йорка, ймовірність того, що він встигне, майже нульова.
Отже, як ми можемо поділитися заплутаністю? Що ж, ми думаємо, що ми збираємося зробити це за допомогою телепортації. Це звучить трохи неоднозначно, правда? Тому що нам потрібна заплутаність, щоб зробити телепортацію. Але ось ідея: я можу надіслати кубіт, скажімо, на 10 кілометрів, знаєте, або на 50 кілометрів, з досить високою ймовірністю успіху.
ЛЕВІН: Це все ще досить добре.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Так, це не так вже й погано. Але тепер припустімо, що я хочу пройти весь шлях від Каліфорнії до Нью-Йорка, тож що я роблю, це вводжу багато маленьких вузлів по дорозі, де ми збираємось якось з’єднати квантовий зв’язок. Тож давайте уявимо, що ми намагаємось дістатися від A до C, і те, що ми робимо, це те, що ми ділимо заплутаність між A і B і між B і C. І тоді у нас є спосіб зробити вимірювання в B двох половинок цих заплутаних пари. Ми називаємо це заміною заплутаності.
Ви проводите вимірювання двох кубітів у B, а потім говорите A і C: «О, ось результат вимірювання, який я отримав». Тепер A і C можуть спільно використовувати заплутаність. В ПОРЯДКУ? По суті, ми розширюємо, гм, діапазон заплутування. Це варіант телепортації.
І я ще не розповів вам усієї історії, тому що якщо заплутаність від A до B не така хороша, а заплутаність від B до C не така хороша, ми можемо взяти багато пар заплутань, які будуть наче шумні і недосконалі, і є спосіб звести їх до меншої кількості заплутаних пар, які набагато вищої якості. І роблячи це неодноразово, ми можемо встановити зв’язок між Каліфорнією та Нью-Йорком, а потім використовувати його для чого завгодно. Ми можемо використовувати його, щоб розробити спільний ключ, який, як ми знаємо, є закритим, або ми можемо використовувати його для надсилання квантової інформації.
Ось більш звичайний спосіб телепортації на меншу відстань. Якщо у нас є два чіпи в квантовому комп’ютері, і ми хочемо надіслати квантову інформацію від одного до іншого, ми можемо це зробити, встановивши зв’язок між двома чіпами, а потім використовуючи телепортацію для передачі інформації від одного до іншого. . І це, ймовірно, буде важливим для розширення масштабів квантових обчислень до великих систем, які можуть вирішувати справді складні проблеми.
ЛЕВІН: Ми зараз повернемося.
[Перерва для вставки реклами]
ЛЕВІН: Ласкаво просимо до «The Joy of Why».
Отже, ви дійсно говорите про технології. Мені відомо, що ви нещодавно зробили новаторський ремонт для нового центру в Каліфорнійському технологічному інституті. Центр квантово-точних вимірювань, я думаю, це буде називатися.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Це правильно, так. Ви проводили своє дослідження.
ЛЕВІН: так І чи це частково спрямовано на розвиток технологій? Як ви сказали, ви фізик-теоретик. Це те, що деякі люди казали, «дивовижна корисність марних ідей». Але чи ви налаштовані на розвиток технологій із таким центром, чи ви прагнете справді революціонізувати наше фундаментальне розуміння квантової механіки, чи і те, і інше?
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Ми не можемо розділити ці речі. Наука і технології розвиваються разом. Оскільки наша наука стає складнішою, ми розробляємо кращі технології, що дає змогу робити нові відкриття. Коли наука розвивається, це відбувається завдяки поєднанню нових ідей і нових технологій.
Отже, мене цікавлять, наприклад, квантові комп’ютери, і є підстави очікувати, що врешті-решт це матиме великий практичний вплив на суспільство. Але це також чудовий інструмент для наукових відкриттів. Так, у Центрі квантово-точних вимірювань, так, ми будемо розробляти технологію, але з оглядом на кращі стратегії вимірювання, які використовують такі властивості, як квантова заплутаність, що дозволить нам вимірювати речі з більшою точністю та меншою інвазивністю.
Усі хочуть вимірювати речі краще, і квантові стратегії можуть допомогти нам робити вимірювання, які інакше були б неможливі. Це справді інтелектуальна тема цього центру.
ЛЕВІН: Так, і всі хочуть контролювати інформацію краще, швидше.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Що ж, усі розуміють, що інформація важлива, і для чого використовуватиметься квантова інформація та де буде великий практичний вплив — щодо цього ще багато відкритих питань.
Але ми можемо передбачити, що з квантовою інформацією, з квантовими обчисленнями, використовуючи квантову заплутаність для вимірювання, ми зможемо робити те, чого не могли робити раніше. І це згодом матиме практичний вплив.
ЛЕВІН: Чи передбачаєте ви, що цей практичний вплив пошириться на наше повсякденне життя?
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Зрештою, я цього й очікую. Ми не знаємо напевно, як відчується цей вплив. У випадку квантових обчислень, найкраща ідея, яку ми маємо на даний момент, і це стара ідея, яка бере свій початок понад 40 років. Річард Фейнман — ми можемо використовувати квантові комп’ютери, щоб глибше зрозуміти, як поводяться квантові системи.
Такі фізики, як ми, розуміють, що це цікаво, але це також важливо, оскільки це може дозволити відкривати нові типи матеріалів із корисними властивостями, нові типи хімічних сполук, можливо, включаючи фармацевтичні препарати тощо. І все це врешті впливає на повсякденне життя людей. А також з квантовими вимірюваннями, я вважаю, що квантова технологія дійсно врешті-решт торкнеться всього в науці.
Скажімо, в біології та медицині ми хотіли б мати можливість спостерігати за тим, що відбувається всередині клітин, неінвазивно та з більшою чутливістю. І це згодом стане важливим для терапії, а також для глибшого розуміння біологічної науки.
ЛЕВІН: Також є місце для квантової телепортації в розумінні фундаментальної природи гравітації, яка, як я знаю, була центральною сферою ваших досліджень. Як заплутаність може відігравати роль у таких великих і громіздких речах, як чорні діри?
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Для мене це одна з найцікавіших речей у квантовій інформації, це те, що вона дає нам нові способи думати про інші фундаментальні питання, зокрема у фізиці конденсованого середовища, де ми намагаємося зрозуміти дуже заплутані стани квантової матерії, і в гравітаційній фізиці.
Ця історія сягає далекого 1935 року, коли в журналі з’явилися дві відомі статті Фізичний огляд. Один з них, Ейнштейн і [Натан] Розен, було про те, що ми можемо знайти рішення в загальній теорії відносності рівнянь Ейнштейна, які описують простір-час, у якому є червоточина в космосі. У той час це було не так добре зрозуміло, але насправді рішення описує дві чорні діри, які мають спільну внутрішню частину — свого роду червоточину, що з’єднує внутрішню частину цих двох чорних дір.
І стаття Ейнштейна, [Борис] Подольський і Розен був про квантову заплутаність і особливий спосіб, у який він дозволяє системам корелювати одна з одною таким чином, що ми не можемо описати в термінах класичної інформації.
І те, що ми зрозуміли за останні 10 років: ці два явища, квантова заплутаність і червоточини в космосі, тісно пов’язані одне з одним. Насправді їх можна розглядати як два способи опису однієї речі. Це звичайне явище у фізиці, яке дуже доповнює можливості. Якщо у нас є два різні способи описати те саме явище, які дуже відрізняються один від одного, але описують однакову фізику, це може дати нам змогу отримати глибше розуміння.
Отже, те, що ми зараз цінуємо, і що ми можемо досить чітко сказати у версії квантової гравітації, яку ми розуміємо найкраще, це те, що якщо дві чорні діри сильно заплутаються одна з одною, вони будуть з’єднані червоточиною в космосі.
У Аліси може бути своя чорна діра, а у Боба — своя, і якщо вони заплутані одне з одним, це означає, що Аліса й Боб можуть ускочити у свої чорні діри. І тоді вони могли б зустрітися і, можливо, мати стосунки на деякий час, хоча вони були б приречені, як Ромео та Джульєтта, потрапити в сингулярність і бути знищеними. Але ми можемо зробити це ще веселішим, і тут з’являється телепортація.
Ми можемо зробити червоточину в космосі доступною для проходження за правильних умов. Оригінальна червоточина, яка спочатку була описана Ейнштейном і Розеном, є прикладом непрохідної червоточини. Це означає, що ви не можете стрибнути в один кінець і вийти з іншого. Але те, що ми зрозуміли, так це те, що в квантовій теорії насправді можливо послати імпульс негативної енергії в чорну діру. Коли ви зазвичай посилаєте матерію в чорну діру, вона змушує її горизонт подій трохи зміщуватися назовні, цей імпульс негативної енергії може змусити її трохи рухатися всередину. І це саме те, що нам потрібно, щоб Аліса могла кинути шматочок або кубіт у свою чорну діру, і щоб він вийшов у кінці Боба.
Є альтернативний спосіб описати це, тобто це справді форма квантової телепортації.
Тож я думаю, що це справді весело, оскільки це свідчить про те, що гравітаційна інтуїція може допомогти нам зрозуміти поведінку дуже складних квантових систем, які інакше здавалися б дуже неінтуїтивними.
ЛЕВІН: Це абсолютно приголомшливий і захоплюючий поворот зануритися так глибоко в кванти, спробувати зрозуміти масштабні явища, такі як саме існування чорних дір або їхнє виживання.
І я збираюся задати одне запитання про випаровування чорних дір і те, як квантова телепортація може бути доречною для розуміння того, як, якщо Аліса стрибне у свою чорну діру, її інформація може не бути втрачена, і що квантова телепортація може бути спосіб відновити те, що сталося з Алісою після того, як вона стрибнула в чорну діру.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Ну, я знав, що коли я зібрався з Жанною Левін, ми зрештою поговоримо про чорні діри.
ЛЕВІН: [сміх] Я можу перетворити будь-яку розмову на розмову про чорні діри.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Не дивно.
Насправді, я думаю, що те, що я щойно описав, дає нам розуміння процесу, за допомогою якого інформація витікає з чорних дір, і ми віримо, що це відбувається. Закони фізики не дозволяють інформації бути знищеною, навіть якщо вона потрапляє в чорні діри і чорні діри випаровуються. Це просто збивається в якусь форму, яку надзвичайно важко прочитати. Там якесь порушення місцевості. Це найбільш або один з найбільш фундаментальних принципів у фізиці. Ми згадували про це раніше — ця інформація не може поширюватися швидше за швидкість світла.
Але в певному сенсі, щоб вибратися з чорної діри, за визначенням, інформація поширюється швидше за світло. Світло затримується всередині, інформація виходить назовні. І це вказує на те, що поняття причинності — те, як ми зазвичай думаємо про це, що існує обмеження на швидкість переміщення інформації — не є повністю вірним за будь-яких обставин. Цей принцип можна порушити.
І простір-час сам по собі може не бути фундаментальним поняттям. Швидше, це емерджентна властивість деякої складної квантової системи в якому речі дуже заплутані.
Отже, як це так, що ми думаємо, що за нормальних обставин це поняття причинності здається настільки суворо дотриманим? Що ж, я думаю, у нас є відповідь на це питання, і досить цікаво, що воно пов’язане з квантовими обчисленнями.
Ми думаємо, що так можливе порушення причинності, щоб надсилати інформацію швидше за світло. Але для цього потрібне таке квантове обчислення, яке ви можете зробити на квантовому комп’ютері, який настільки складний і потужний, що ми ніколи не зможемо це зробити на практиці.
Отже, ми зможемо розірвати простір між мною в Каліфорнії і тобою, Жанно, в Нью-Йорку. В принципі, можемо. На практиці зробити це надзвичайно важко, це вимагатиме настільки потужних обчислень, що нікому ніколи це не вдасться.
ЛЕВІН: Чудово. Джоне, ти витратив багато свого життя, намагаючись зрозуміти деякі з найбільш невловимих і складних концепцій квантової теорії. Що приносить вам радість у вивченні теоретичної фізики та квантової телепортації?
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Ну, мене досить легко розважати, тому багато речей приносять мені радість. Але і питання, і відповіді можуть принести одну радість. Ідеї, які, знаєте, ви ніколи раніше не чули, але які ви розумієте, що вони глибокі та захоплюючі, можуть принести радість. Тож коли я вперше зрозумів, що ми можемо теоретично — і, я думаю, з часом на практиці — побудувати квантові комп’ютери, які є настільки потужними, що вони зможуть вирішувати проблеми, які ми ніколи не змогли б вирішити, якби це був класичний світ, що був одним із найщасливіших моментів зустрітися з такою глибокою та цікавою ідеєю. І роздуми про це зрештою змусили мене змінити напрямок моїх власних досліджень.
ЛЕВІН: Це така гарна річ. Ми розмовляли з фізиком-теоретиком Каліфорнійського технологічного інституту Джоном Прескіллом про неймовірну природу та потенційні застосування квантової телепортації. Джоне, велике тобі спасибі за те, що ти сьогодні з нами.
ПОПЕРЕДНЯ НАВИЧКА: Я чудово провів час, Жанна. Дякую тобі.
ЛЕВІН: Я також. Завжди весело поговорити. «До скоро.
[Тематичні п'єси]
ЛЕВІН: «The Joy of Why» — це подкаст від Журнал Quanta, редакційне незалежне видання за підтримки Фонд Сімонса. Рішення про фінансування, прийняті Фондом Сімонса, не впливають на вибір тем, гостей чи інші редакційні рішення в цьому подкасті або в Журнал Quanta.
«The Joy of Why» створений PRX Productions. Продюсерська група: Кейтлін Фолдс, Лівія Брок, Женев'єв Спонслер і Мерріт Джейкоб. Виконавчим продюсером PRX Productions є Джоселін Гонсалес. Морган Черч і Едвін Очоа надали додаткову допомогу. Від Журнал Quanta, Джон Ренні та Томас Лін забезпечили редакційне керівництво за підтримки Мета Карлстрома, Семюеля Веласко, Нони Гріффін, Арлін Сантани та Медісон Голдберг.
Наша музична тема від APM Music. Джуліан Лін придумав назву подкасту. Автор епізоду Пітер Грінвуд, а наш логотип — Джакі Кінг і Крістіна Армітаж. Особлива подяка Колумбійській школі журналістики та Берту Одом-Ріду з Cornell Broadcast Studios.
Я ваш господар, Жанна Левін. Якщо у вас є запитання чи коментарі до нас, надішліть нам електронний лист на адресу . Спасибі за слухання.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://www.quantamagazine.org/what-is-quantum-teleportation-20240314/
- : має
- :є
- : ні
- :де
- ][стор
- $UP
- 1
- 10
- 40
- 50
- a
- Здатний
- МЕНЮ
- про це
- Про квантовий
- абсолютно
- аварія
- набувати
- через
- дію
- насправді
- Ad
- Додатковий
- просування
- аванси
- просування
- Перевага
- впливати
- після
- проти
- вирішено
- Аліса
- ВСІ
- дозволяти
- дозволяє
- майже
- по
- Також
- альтернатива
- хоча
- завжди
- дивовижний
- серед
- посилюватися
- an
- аналоговий
- та
- Інший
- відповідь
- Відповіді
- передбачити
- очікування
- будь-який
- все
- крім
- додаток
- з'являтися
- з'явився
- Apple
- застосування
- застосовується
- цінувати
- ЕСТЬ
- ПЛОЩА
- навколо
- Art
- AS
- аспекти
- зібраний
- Допомога
- припустити
- At
- атом
- знати
- назад
- поганий
- BE
- красивий
- оскільки
- ставати
- було
- перед тим
- поведінка
- буття
- Вірити
- КРАЩЕ
- Краще
- між
- Великий
- найбільший
- біологія
- Біт
- біти
- Black
- Чорна діра
- чорних дір
- боб
- Борис
- обидва
- Box
- Перерва
- приносити
- Приносить
- віщати
- брок
- будувати
- але
- by
- Каліфорнія
- call
- званий
- прийшов
- CAN
- Може отримати
- не може
- випадок
- Клітини
- Центр
- центральний
- певний
- Крісло
- складні
- шанс
- зміна
- характеристика
- хімічний
- Чіпси
- церква
- кругової
- обставин
- близько
- тісно
- Ко-господар
- Узбережжя
- колективно
- COLUMBIA
- поєднання
- Приходити
- приходить
- коментарі
- загальний
- Комунікація
- зв'язку
- взаємодоповнюючі
- комплекс
- обчислення
- комп'ютер
- комп'ютери
- обчислення
- поняття
- Конденсована речовина
- Умови
- З'єднуватися
- підключений
- З'єднувальний
- зв'язку
- з'єднує
- контроль
- Розмова
- Прохолодно
- Core
- Корнелл
- виправити
- Кореляція
- кореляції
- може
- країна
- Курс
- створювати
- екіпаж
- вирішальне значення
- Поточний
- В даний час
- Дати
- угода
- рішення
- глибокий
- глибше
- глибоко
- визначення
- доставляти
- поставляється
- заглиблюватися
- описувати
- описаний
- описує
- описують
- стіл
- знищити
- зруйнований
- деталі
- розвивати
- розвивається
- пристрій
- DID
- різниця
- різний
- напрям
- зникають
- зникають
- відкриття
- обговорювати
- обговорювалися
- відстань
- поширювати
- do
- робить
- Ні
- справи
- Не знаю
- Приречений
- Двері
- Двері
- вниз
- різко
- водіння
- кожен
- Раніше
- Рано
- Ранній Всесвіт
- земля
- легко
- Редакційний
- Edwin
- ефект
- Einstein
- або
- уповноважувати
- уповноважують
- включіть
- дозволяє
- кодований
- зіткнення
- кінець
- енергія
- досить
- заплутаність
- розважати
- повністю
- епізод
- рівним
- рівняння
- істотний
- налагодження
- Навіть
- Event
- врешті-решт
- НІКОЛИ
- Кожен
- всі
- повсякденний
- все
- все
- точно
- приклад
- збуджений
- захоплюючий
- виконавчий
- Виконавчий продюсер
- існування
- існує
- очікувати
- Експерименти
- experts
- явно
- Експлуатувати
- експлуатований
- Розвіданий
- Дослідження
- розширення
- очей
- факт
- Фолс
- знаменитий
- хвацько
- далеко
- Велика різниця
- захоплюючий
- ШВИДКО
- швидше
- Улюблений
- помилка
- кілька
- менше
- Художня література
- поле
- Рисунок
- розібрався
- знайти
- Перший
- для
- Примусово
- передбачити
- передбачення
- форма
- фонд
- засновник
- свіжий
- від
- веселощі
- фундаментальний
- принципово
- фінансування
- смішний
- орієнтована
- Загальне
- отримати
- отримує
- отримання
- Давати
- дає
- земну кулю
- йде
- буде
- добре
- є
- надається
- гравітаційний
- вага
- великий
- великий
- листяний ліс
- Грифон
- новаторський
- Гості
- керівництво
- було
- Половина
- половинки
- рука
- траплятися
- сталося
- Відбувається
- відбувається
- Жорсткий
- Мати
- he
- почутий
- допомога
- її
- тут
- Високий
- вище
- дуже
- його
- його
- хіт
- Hole
- Отвори
- горизонт
- господар
- Як
- How To
- Однак
- HTML
- HTTP
- HTTPS
- сто
- i
- ідея
- ідеї
- if
- IKEA
- картина
- Impact
- важливо
- накладений
- in
- У тому числі
- неймовірний
- неймовірно
- незалежний
- вказує
- вплив
- інформація
- всередині
- розуміння
- негайно
- Інститут
- інструкції
- інструмент
- інтелектуальний
- призначених
- зацікавлений
- цікавий
- інтер'єр
- інтернет
- інтерв'ю
- в
- вводити
- інтуїція
- питання
- IT
- ЙОГО
- сам
- Джекоб
- Джон
- приєднався
- журналістика
- подорож
- радість
- стрибати
- Стрибнув
- скачки
- просто
- ключ
- кілометрів
- Дитина
- King
- Знати
- відомий
- lab
- лабораторії
- великий
- масштабний
- останній
- Законодавство
- Керівництво
- провідний
- Led
- менше
- важіль
- життя
- світло
- як
- Ймовірно
- МЕЖА
- лін
- LINK
- Прослуховування
- трохи
- Місце проживання
- розташування
- логотип
- Довго
- подивитися
- подивився
- шукати
- втрати
- втрачений
- серія
- багато
- журнал
- зробити
- РОБОТИ
- Робить
- вдалося
- матч
- Матеріали
- математики
- матовий
- Матерія
- Може..
- може бути
- me
- значити
- засоби
- вимір
- вимір
- вимірювання
- механіка
- медицина
- Зустрічатися
- мікрофон
- може бути
- mind
- нудьгувати
- помилки
- Моменти
- більше
- Morgan
- найбільш
- рухатися
- кіно
- переміщення
- багато
- множинний
- музика
- my
- Таємниця
- ім'я
- Натан
- природа
- необхідно
- Необхідність
- необхідний
- негативний
- ніколи
- Нові
- Нові технології
- Нью-Йорк
- немає
- вузли
- нормальний
- нормально
- поняття
- зараз
- спостереження
- спостерігати
- ОЧОА
- of
- від
- oh
- Старий
- on
- один раз
- ONE
- тільки
- відкрити
- операція
- or
- порядок
- звичайний
- оригінал
- спочатку
- Інше
- інакше
- наші
- з
- над
- власний
- пара
- пар
- Папір
- документи
- частина
- частини
- своєрідний
- Люди
- народний
- відмінно
- Виконувати
- може бути
- Пітер
- Фармацевтика
- явище
- Фотони
- фізичний
- Фізично
- фізик
- Фізика
- збір
- частин
- місце
- планета
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- Play
- відіграє
- будь ласка
- Подкаст
- Подкастинг
- точка
- це можливо
- можливо
- потенціал
- влада
- потужний
- безсилий
- Практичний
- практика
- точно
- Точність
- передбачати
- Готувати
- підготовлений
- досить
- принцип
- Принципи
- приватний
- ймовірно
- проблеми
- процес
- Вироблений
- виробник
- Production
- виробництва
- Професор
- обіцянку
- властивості
- власність
- захищений
- за умови
- Публікація
- пульс
- чистий
- put
- якість
- Квантамагазин
- Квантовий
- Квантовий комп'ютер
- квантові комп'ютери
- квантові обчислення
- квантове заплутування
- квантова інформація
- квантове вимірювання
- Квантова механіка
- квантові частинки
- квантові системи
- квантові технології
- Кубіт
- кубіти
- питання
- питань
- досить
- випадковий
- випадковість
- діапазон
- швидше
- Читати
- реальний
- реалізувати
- насправді
- причина
- Причини
- отримано
- нещодавно
- Відновлювати
- послатися
- називають
- пов'язаний
- відносини
- відносності
- доречний
- чудовий
- ПОВТОРНО
- вимагати
- Вимагається
- дослідження
- повага
- результат
- революційний
- здійснити революцію
- право
- Роль
- Зазначений
- то ж
- Незадоволений
- say
- Масштабування
- Школа
- наука
- Наука і технології
- Наукова фантастика
- науковий
- побачити
- здається
- Здається,
- вибір
- послати
- відправка
- сенс
- Чутливість
- посланий
- окремий
- установка
- Поділитись
- загальні
- вона
- Повинен
- сигнали
- аналогічний
- простий
- сингулярність
- стягнути
- So
- суспільство
- рішення
- Рішення
- ВИРІШИТИ
- деякі
- якось
- що в сім'ї щось
- іноді
- скоро
- складний
- звуки
- Простір
- говорити
- розмова
- спеціальний
- швидкість
- відпрацьований
- Spotify
- старт
- стан
- Заява
- Штати
- Як і раніше
- Історія
- стратегії
- сильно
- студії
- Вивчення
- тема
- процвітати
- успіх
- такі
- Запропонує
- підтримка
- Підтриманий
- Переконайтеся
- поверхню
- сюрприз
- виживання
- обмін
- система
- Systems
- Приймати
- приймає
- балаканина
- говорити
- команда
- технічний
- Технології
- Технологія
- сказати
- terms
- ніж
- дякувати
- Дякую
- Що
- Команда
- інформація
- Держава
- світ
- їх
- Їх
- тема
- потім
- теоретичний
- теорія
- лікування
- Там.
- Ці
- вони
- річ
- речі
- думати
- Мислення
- це
- Томас
- ті
- хоча?
- думка
- тисяча
- тривимірний
- через
- кидати
- час
- до
- сьогодні
- разом
- сказав
- занадто
- прийняли
- теми
- торкатися
- до
- Переклад
- в пастці
- подорожувати
- Подорож
- намагався
- правда
- по-справжньому
- намагатися
- намагається
- ПЕРЕГЛЯД
- повороти
- два
- Типи
- Зрештою
- при
- розуміти
- розуміння
- розумієш
- зрозуміла
- Всесвіт
- якщо не
- us
- використання
- використовуваний
- корисний
- даремний
- використання
- зазвичай
- варіант
- версія
- дуже
- через
- порушено
- ПОРУШЕННЯ
- візуалізувати
- хотіти
- хотів
- хоче
- було
- даремно
- шлях..
- способи
- we
- webp
- ласкаво просимо
- ДОБРЕ
- пішов
- були
- Що
- Що таке
- будь
- коли
- Чи
- який
- в той час як
- всі
- чому
- волі
- бажання
- з
- без
- чудовий
- слово
- Work
- світ
- червоточину
- б
- років
- так
- вчора
- ще
- йорк
- Ти
- вашу
- ваш
- зефірнет
- нуль