تله پورت چیست؟

طرفداران سریال تلویزیونی پیشتازان فضا Star Trek علاقه فراوانی به درك چگونگی تله پورت دارند. در این سریال هنرپیشگان فیلم پس از قرار گرفتن در نقطه ‌ای از سفینه اینترپرایز كه ترانسپورتر نام دارد خود را در یك آن به اتاقی دیگر، سیاره‌ ای دیگر و یا كهكشانی دیگر می‌فرستند.
نویسندگان داستانهای علمی ــ تخیلی به این تكنولوژی تله پورت نام داده ‌اند و در آن تمام ذرات جسم انسان از یك موقعیت جغرافیایی به موقعیت دیگری در كهكشان ارسال شده و در مقصد همان جسم با مشخصات واقعی مجدداً بازسازی می‌شود. چگونگی عملیات انتقال كوانتمی در داستانها و فیلمهای سینمایی و تلویزیونی توضیح داده نشده است. ولی عموماً به این صورت اتفاق می‌افتد كه در ابتدا اطلاعات مولكولی اجسام را اسكن كرده و پس از ارسال به مقصد، اطلاعات دریافت شده كاملا شبیه اصل بازسازی می‌شود. در مرحله آخر مونتاژ اطلاعات دریافتی لزوماً نباید از مواد جسم اصلی استفاده شود و می‌توان از اتمهایی كه به نسخه اصلی شباهت دارند استفاده كرد. دستگاه تله پورت در داستانهای خیالی شباهت كامل به دستگاههای فكس كنونی دارد و تفاوت آن در توانایی اسكن اجسام به صورت سه بعدی و از بین بردن همزمان اطلاعات اصلی اجسام است. تله پورت كوانتومی به انتقال ذرات اطلاعات كامپیوتری كه كیو بیت Quantum bits نام دارند اطلاق می‌شود. علت نامگذاری این تكنولوژی به تله پورت انتقال اجسام تبدیل شده به كیو بیت به یك محل دیگر است. علم با تئوری داستانها خیالی سریال پیشتازان فضا موافق نیست اما در دهه گذشته دانشمندان قدمهای بزرگی در بخش تله پورت كوانتوم برداشته ‌اند. در ابتدا با موضوع تله پورت به صورت جدی برخورد نمی‌شد و دلیل آن عدم اطمینان دانشمندان از مكانیسم اصول كوانتوم و عدم امكان اندازه گیری در مراحل اسكن و ارسال تمام ذرات اطلاعاتی اسكن شده یك اتم به مقصد بود. به زبانی ساده تر آن چه كه با استفاده از تكنولوژی كوانتوم در مبدا اسكن می‌شد قادر نبود مشابه خود را در مقصد مجدداً بازسازی كند. سرانجام گروهی شامل ۶ محقق و دانشمند از كشورهای مختلف برای مشكل اسكن كوانتومی یك راه حل منطقی یافتند. آنها با استفاده از تكنیكی كه «انشتاین ــ پودالوسكی ــ روسن» نام دارد به مشكلات انتقال اطلاعات با كوانتوم خاتمه دادند. در سال ۱۹۹۳ این ۶ دانشمند كه چارلز اچ بنت از آی بی ام و ویلیام ووتر فیزیكدان دانشگاه ویلیامز ماساچوست عضو آن بودند موافقت اصولی خود را با امكان ساخت نوعی تله پورت جهت انتقال اشیاء در صورت از بین بردن نسخه اصلی ابراز داشتند. پس از گذشت یك سال پروژه تله پورت به صورت آزمایشی در سیستم‌های گوناگون آغاز شد. در ابتدای پروژه یك فوتون، منبع نور منسجم، چرخش هسته‌ ای و یون محصور شده مورد آزمایش قرار گرفت. ویلیام ووتر در سال ۱۹۹۳ در مقاله ‌ای انجام تئوری تله پورت به طریق كوانتوم را عملی دانست. به نظر او تنها اطلاعات كوانتومی می‌تواند ضمن جابجایی اجسام نسخه اصلی را در مقصد از بین برده و اجازه تكثیر و یا كپی برداری از آن را ندهد. اطلاعات كوانتومی اشیا را جسم تلقی می‌كند و نمی‌تواند بدون نابود كردن اصل شبیه آن را مجدداً خلق كند. تفاوت بین فكس و تله پورت در این است كه دستگاه فكس نسخه ناقص غیر دقیق و مبهمی را چاپ می‌كند و نسخه اصلی را دست نخورده باقی می‌گذارد. ووتر و همكارانش نشان دادند از مشكلات اصولی كوانتوم عدم توانایی در اندازه گیری و اسكن دقیق ذرات بسیار ریز اتم در مبدا است كه سبب می‌شود مشابه جسم در مقصد دقیقاً مانند اصل آن نباشد. ووتر با ارائه تئوری دیگری كه از فرضیه Spooky action at a distance «عملیات شبح و روح در فاصله دور» الهام گرفته اعتقاد دارد اگر ۲ ذره را با هم ارتباط داده و درگیر كنیم، آنها در موقعیتی قرار خواهند گرفت تا مانند یك شی عمل كنند. هر عمل و تغییری كه در اصل یكی از آنها وارد كنیم دقیقاً منجر به ایجاد همان تغییر در دیگری خواهد شد اگر چه فاصله بین دو ذره بسیار زیاد باشد.
Entanglement روش درگیری در ارتباط دو ذره اطلاعاتی دور از هم است. پس از برش فوتون و تقسیم آن به دو قسمت، فوتون‌ تقسیم شده در جهت مخالف دیگری به حركت درآمده و در واقع تله پورت می‌شود در چنین شرایطی انجام هر تغییراتی در فوتون اولیه فوتون دوم را هم تحریك كرده و اثرات تغییر در آن هم مشاهده خواهد شد. ساموئل برانشتاین تئوری ووتر را تائید كرده و آن را به گونه دیگری توضیح می‌دهد. او می‌گوید فرضیه درگیری و ارتباط ذره ‌ها با یكدیگر مانند رابطه عاشقانه بین دو زوج است كه كاملاً به خصوصیات اخلاقی طرف دیگر خود آشنا هستند و می‌توانند به جای دیگری به هرگونه سئوالی پاسخ دهند اگر چه در میان آنها هزاران مایل فاصله باشد. از دیگر موفقیت‌های تئوری تله پورت در سال ۱۹۹۳، انتقال تعدادی كیو بیت با كمك فوتون از یك آزمایشگاه واقع در زیرزمین دانشكده پزشكی به آزمایشگاهی دیگر در فاصله ۲ كیلومتری است. این آزمایش به نام گیسین از دیگر اعضای تیم فیزیكدانان و ۲۰ تن از دانشجویان فارغ ‌التحصیل بخش تحقیقات دانشگاه ژنو كشور سوئیس به ثبت رسیده است. گیسین یك سال پس از آن به ركورد دیگری دست یافت و توانست با موفقیت یك فوتون را در مسافت ۴ مایلی جابجا كند.
ابتدا در سال ۱۹۹۷ و سپس در سال ۱۹۹۸نیكلاس گیسین در راس تیمی از دانشمندان موفق به انتقال اولین حجم نوری ۲ بعدی به نقطه ‌ای دیگر (از یك گوشه میز به گوشه دیگر میز) شد.
ساموئل برانشتاین پرفسور مشهور رشته انفورماتیك دانشگاه بنگور ولز انگلستان انجام آزمایشهای موفقیت آمیز گیسین را قدم مهمی در رسیدن به هدف تله پورت دانست. تله پورت در صورت رسیدن كامل به اهداف آن برای انسان بسیار مفید خواهد بود. نیكلاس گیسین می‌گوید با تكنولوژی فعلی تله پورت یك بعد فیزیكی مانند مداد بیشتر به رویا شباهت دارد و واقعیت این است كه برخلاف داستانهای خیالی، دانشمندان حتی راجع به انتقال انسان فكر هم نمی‌كنند. در آینده نزدیك از كوانتوم در بخشهای گوناگون علم و در حل مشكلات روزانه اشخاص و كسب و كار، كامپیوتر، تلفن راه دور، ارتباط با اینترنت، سیستم‌های امنیتی، نقل و انتقال الكترونیكی وجوه بانكی و رای گیری الكترونیكی استفاده خواهد شد. آنتون زیلینگر فیزیكدان دانشگاه وین در اتریش از اعضای تیم تله پورت كوانتومی در سال ۱۹۹۷ بود. او اعتقاد دارد تكنولوژی كوانتوم در آینده نزدیك ابتدا كامپیوتر و روشهای ارتباطی و مخابراتی را متحول خواهد ساخت؛ تغییراتی مانند ارسال پیامهای سری سوار بر امواج فیبر نوری توسط كامپیوتر جهت گشودن اسامی رمز بدون ترس از دستیابی شخص و یا كامپیوتر دیگری به آن رمز دور از ذهن به نظر نمی‌رسد. پس از موفقیت تیم فیزیكدانان دانشگاه ملی اتریش در تله پورت نور از یك آزمایشگاه به آزمایشگاه دیگر دكتر دیوید وایت هاوس، سردبیر بخش اخبار علمی بی بی سی به تعدادی از سئوالات شنوندگان خود در مورد جابجایی به راه دور پاسخ گفت.
جابجایی نور چه اثری بر زندگی مردم دارد؟ كامپیوترهای بسیار سریع آینده بر اساس تشعشات نوری با به كارگیری انرژی اتم و یا مكانیسم كوانتوم طراحی خواهند شد و استفاده از نور و كوانتوم سرعت كامپیوترها را بیش از یك تریلیون بار افزایش خواهد داد.
تله پورت انسان در سریال Star Trek چگونه انجام می‌شود و آیا شباهتی با موفقیت‌های دانشمندان فیزیك دارد؟ در آن فیلم بدن انسان به میلیاردها ذره اطلاعاتی تبدیل شده و پس از تله پورت، در مقصد كیوبیت‌ها مجدداً بازسازی شده و شخصیت و هویت هنرپیشه اصلی از بین رفته و كپی آن به زندگی ادامه می‌دهد. این تئوری هیچ شباهتی با فرضیه های دانشمندان ندارد. آیا زمانی خواهد رسید كه ما بتوانیم اشیاء را به حركت در آوریم؟ با تكنولوژی موجود جواب منفی است. به نظر می‌رسد جابجایی فوتون كه فاقد وزن است بیشترین موفقیت ما تا امروز بوده است. در چند سال آینده ما قادر خواهیم بود یك اتم را تله پورت كنیم، برخی از دانشمندان از آن هم فراتر رفته و می‌‌گویند در آینده نه چندان دور ما شاهد جابجایی ویروس از یك نقطه به نقطه ‌ای دیگر خواهیم بود. آیا سرانجام روزی خواهد رسید تا انسان تله پورت شود؟
برای تله پورت انسان به دانشی بیش از آنچه كه اكنون در اختیار است احتیاج داریم. ما باید موقعیت دقیق هر اتم انسان را بدانیم تا مقدمات تله پورت انسان فراهم شود. این تعداد اتم شاید بیش از عدد ۱ با ۱۹ صفر در مقابل آن باشد. برای جابجایی چنین اطلاعاتی با سریعترین سیستم ارسال موجود ما به زمانی بیش از عمر كهكشان خود نیاز داریم كه در حدود ۱۵ میلیارد سال است. از مشكلات دیگر تله پورت انسان، مسائل حقوقی آن است به طور مثال اگر قرار باشد پس از تله پورت اصل نابود شود، آیا از بین بردن اصل جنایت تلقی می‌شود؟ و یا چه كسی و یا سازمان می‌تواند تطابق كامل میان نسخه اصلی و بازسازی شده را تضمین كند؟
به هرحال دوستداران سریال تلویزیونی پیشتازان فضا احتمالاً باید زمان زیادی را در انتظار باشند تا رویای تله پورت به واقعیت بپیوندد.


سجاد ولدی

منبع : شبکه فیزیکی هوپا