Teleportace se stává skutečností

Člověk vstoupí do speciální budky na jednom místě, zmizí a vmžiku vystoupí z budky na jiném kontinentě či jiné planetě. Tak si většinou představujeme teleportaci, ovlivněni zkušeností ze sledování vědecko-fantastických filmů. Co se ale mezi dvěma budkami děje?

Jsou v zásadě dvě možnosti. Skutečné přemístění se vším všudy – a to současná fyzika udělat neumí. Anebo zkopírování předmětu/člověka. To už by fyzika teoreticky umět měla. Například tak, že by v budce bylo skenovací zařízení, poslalo informace do druhé budky a z ní vyšel stejný objekt/člověk. Co ale udělat s originálem? Zničit, zabít?

Naštěstí takovou otázku zatím nikdo řešit nemusí, protože teleportovat člověka, jako složitý organismus, zatím skutečně neumíme. Popsaný princip nicméně funkční je – jen u mnohem jednodušších „objektů“, než je lidské tělo. Fyzici se tím vážně zabývají a experimentují už od poloviny 90. let 20. století.

Svět podle kvantových zákonů

První úspěšný pokus s teleportací se uskutečnil v roce 1997, a to podle zásad kvantových zákonů. „Podle nich se objekty mikrosvěta chovají zvláštně oproti tomu, na co jsme zvyklí třeba z běžného pozorování předmětů. Při teleportaci se využívají dvě hlavní vlastnosti: nelokálnost a provázanost objektů,“ uvádí v Meteoru profesor Petr Kulhánek z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze.

V kvantovém světě jsou objekty rozprostřené, můžou být na více místech naráz. Například elektron v atomárním obalu není v jednom konkrétním místě, ale v celém obalu naráz. Navíc jsou všechny objekty provázané, některé mají společný původ a vlastnosti.

Když Alice volá Bobovi

Teleportace, o které mluvíme, je především přenosem informací. Ovšem ne nekonečným. Vždy musíme mít jasná místa přenosu (laboratoře) a přenášené částice. V experimentech se někdy používají pro laboratoře názvy Alice (A) a Bob (B).

„Vezmeme částici (foton) a provážeme ji v místě A s jednou částí páru. Alice provede měření provázaných fotonů a zjistí informace o jejich stavu. Pak zvedne telefon, zavolá Bobovi a řekne mu, co naměřila. Kvantová mechanika nás učí, že když provedeme nějaké operace s druhou částicí, tak ji uvedeme do absolutně stejného stavu, jako byla částice v laboratoři A,“ vysvětluje dále Petr Kulhánek.

Přenos přes řeku i na oběžnou dráhu

Co a jak se tedy teleportovalo přesně před 20 lety? Z dnešního pohledu nic moc, ale pro budoucí experimenty to mělo velký význam. V roce 1997 se vědeckému týmu pod vedením Antona Zeilingera v Innsbrucku podařilo teleportovat z jednoho místa laboratorního stolu ultrafialové fotony na vzdálenost asi půl metru.

Od té doby se ale hranice mnohokrát posunuly. Například v roce 2004 postavili vídeňští vědci na protilehlých březích Dunaje dvě pracoviště vzdálené od sebe zhruba 600 metrů. Jednu z dvojice fotonů pak vyvedli světelným vláknem na druhou stranu řeky, první foton provázali s dalším a vytvořili jeho kopii.

Teleportace v tomto případě probíhala dvěma cestami. Jednak si vědci sdělovali výsledky měření, jednak museli přepravit foton na druhou stranu, což udělali pomocí světelných vláken vedených vídeňskou kanalizační sítí.

Kvantový šok z Číny

O dalších šest let později ohlásili další významný úspěch Číňané, když překročili hranici 10 km, a rozhodně nebyl jejich poslední. Právě asijští vědci se stali lídry v oblasti teleportací. Letos v červenci se jim podařil dosud naprosto nevídaný kousek – teleportace fotonu na družici vzdálenou neuvěřitelných 1400 km od Země.

Připomeňme, že nejde o faktický přenos částice, ale o přesun informace o jejím stavu. Provázaná částice následně stav převezme a v podstatě se stává původní částicí.

Čínský úspěch může mít dalekosáhlé dopady v oblasti výpočetní techniky a šifrování dat. V poslední době se hodně hovoří o tzv. kvantových počítačích. „Samozřejmě dokázat udělat duplikát na jiném místě, to je vlastně základ přenosu informací, takže jde jistě o technologii, která se objeví v kvantových počítačích budoucnosti,“ uzavírá Petr Kulhánek.

Jak už jsme říkali, experimenty v této oblasti se nyní přesouvají na východ a zejména Čína se zdá být zemí teleportaci zaslíbenou. Existuje tam hned několik pracovišť, které se jí zabývají. Možností, jak se bude oblast teleportace dále vyvíjet, je mnoho a je těžké je předvídat, neboť se pohybujeme na hranicích našeho poznání.

Tento i ostatní záznamy pořadu Meteor najdete v našem Archivu pořadů.