Natuurkundige ontdekt hoe energie te teleporteren

In 1993 lieten Charlie Bennett van IBM's Watson Research Center in de staat New York en een paar vrienden zien hoe je kwantuminformatie van het ene punt in de ruimte naar het andere kunt overbrengen zonder de tussenliggende ruimte te doorkruisen.

De techniek is gebaseerd op het vreemde kwantumfenomeen dat verstrengeling wordt genoemd, waarbij twee deeltjes hetzelfde bestaan ​​delen. Door deze diepe verbinding heeft een meting aan het ene deeltje direct invloed op het andere, ook al liggen ze lichtjaren uit elkaar. Bennett en zijn bedrijf hebben uitgezocht hoe ze dit konden misbruiken om informatie te verzenden. (De invloed tussen de deeltjes kan onmiddellijk zijn, maar het proces schendt de relativiteit niet omdat sommige informatie klassiek met de snelheid van het licht moet worden verzonden.) Ze noemden de techniek teleportatie.

Dat is niet echt een overdrijving van zijn potentieel. Omdat kwantumdeeltjes niet van elkaar te onderscheiden zijn, maar vanwege de informatie die ze dragen, is het niet nodig om ze zelf te verzenden. Een veel eenvoudiger idee is om in plaats daarvan de informatie die ze bevatten te verzenden en ervoor te zorgen dat er aan de andere kant een kant-en-klare voorraad deeltjes is om hun identiteit aan te nemen. Sindsdien hebben natuurkundigen deze ideeën gebruikt om fotonen, atomen en ionen daadwerkelijk te teleporteren. En het is niet zo moeilijk voor te stellen dat moleculen en misschien zelfs virussen in de niet al te verre toekomst kunnen worden geteleporteerd.

Maar Masahiro Hotta van de Tohoku University in Japan heeft een veel exotischer idee bedacht. Waarom niet dezelfde kwantumprincipes gebruiken om energie te teleporteren?

Vandaag, voortbouwend op een aantal artikelen die het afgelopen jaar zijn gepubliceerd, schetst Hotta zijn idee en de implicaties ervan. Het proces van teleportatie omvat het maken van een meting op elk van een verstrengeld paar deeltjes. Hij wijst erop dat de meting aan het eerste deeltje kwantumenergie in het systeem injecteert. Hij laat vervolgens zien dat het mogelijk is om de oorspronkelijke energie te extraheren door zorgvuldig de meting te kiezen die moet worden uitgevoerd op het tweede deeltje.

Dit alles is mogelijk omdat er altijd kwantumfluctuaties zijn in de energie van elk deeltje. Het teleportatieproces stelt je in staat om kwantumenergie op een bepaald punt in het universum te injecteren en vervolgens kwantumenergiefluctuaties te benutten om het uit een ander punt te extraheren. Natuurlijk is de energie van het systeem als geheel onveranderd.

Hij geeft het voorbeeld van een reeks verstrengelde ionen die heen en weer oscilleren in een elektrisch veldval, een beetje zoals de ballen van Newton. Het meten van de toestand van het eerste ion injecteert energie in het systeem in de vorm van een fonon, een kwantum van oscillatie. Hotta zegt dat het uitvoeren van de juiste soort meting op het laatste ion deze energie extraheert. Omdat dit (in principe) met de snelheid van het licht kan, gaat de fonon niet over de tussenliggende ionen, dus er is geen verwarming van deze ionen. De energie is overgedragen zonder door de tussenliggende ruimte te reizen. Dat is teleportatie.

Hoe we het vermogen om energie te teleporteren kunnen benutten, is nog niet duidelijk. Plaats uw suggesties in het opmerkingengedeelte als u die heeft.

Maar het meest opwindende zijn de implicaties die dit heeft voor de fundamenten van de natuurkunde. Hotta zegt dat zijn aanpak natuurkundigen voor het eerst een manier geeft om de relatie tussen kwantuminformatie en kwantumenergie te onderzoeken.

Er is een groeiend besef dat de eigenschappen van het universum het best kunnen worden beschreven, niet door de wetten die de materie beheersen, maar door de wetten die de informatie beheersen. Dit lijkt waar te zijn voor de kwantumwereld, is zeker waar voor de speciale relativiteitstheorie en wordt momenteel onderzocht voor de algemene relativiteitstheorie. Een manier hebben om op dezelfde voet met energie om te gaan, kan helpen om deze verschillende onderdelen bij elkaar te brengen.

Interessante dingen. Het is niet te zeggen waar dit soort denken toe zou kunnen leiden.

Referentie: arxiv.org/abs/1002.0200 : Energie-verstrengelingsrelatie voor kwantumenergieteleportatie

zich verstoppen