تله پورت دقیقا چیست؟

هوپا/ طرفداران سريال تلويزيوني پيشتازان فضا Star Trek علاقه فراواني به درک چگونگي تله پورت دارند. در اين سريال هنرپيشگان فيلم پس از قرار گرفتن در نقطه ‌اي از سفينه اينترپرايز که ترانسپورتر نام دارد خود را در يک آن به اتاقي ديگر، سياره‌ اي ديگر و يا کهکشاني ديگر مي‌فرستند. نويسندگان داستانهاي علمي ــ تخيلي به اين تکنولوژي تله پورت نام داده ‌اند و در آن تمام ذرات جسم انسان از يک موقعيت جغرافيايي به موقعيت ديگري در کهکشان ارسال شده و در مقصد همان جسم با مشخصات واقعي مجدداً بازسازي مي‌شود. چگونگي عمليات انتقال کوانتمي در داستانها و فيلمهاي سينمايي و تلويزيوني توضيح داده نشده است. ولي عموماً به اين صورت اتفاق مي‌افتد که در ابتدا اطلاعات مولکولي اجسام را اسکن کرده و پس از ارسال به مقصد، اطلاعات دريافت شده کاملا شبيه اصل بازسازي مي‌شود. در مرحله آخر مونتاژ اطلاعات دريافتي لزوماً نبايد از مواد جسم اصلي استفاده شود و مي‌توان از اتمهايي که به نسخه اصلي شباهت دارند استفاده کرد. دستگاه تله پورت در داستانهاي خيالي شباهت کامل به دستگاههاي فکس کنوني دارد و تفاوت آن در توانايي اسکن اجسام به صورت سه بعدي و از بين بردن همزمان اطلاعات اصلي اجسام است. تله پورت کوانتومي به انتقال ذرات اطلاعات کامپيوتري که کيو بيت Quantum bits نام دارند اطلاق مي‌شود. علت نامگذاري اين تکنولوژي به تله پورت انتقال اجسام تبديل شده به کيو بيت به يک محل ديگر است. علم با تئوري داستانها خيالي سريال پيشتازان فضا موافق نيست اما در دهه گذشته دانشمندان قدمهاي بزرگي در بخش تله پورت کوانتوم برداشته ‌اند. در ابتدا با موضوع تله پورت به صورت جدي برخورد نمي‌شد و دليل آن عدم اطمينان دانشمندان از مکانيسم اصول کوانتوم و عدم امکان اندازه گيري در مراحل اسکن و ارسال تمام ذرات اطلاعاتي اسکن شده يک اتم به مقصد بود. به زباني ساده تر آن چه که با استفاده از تکنولوژي کوانتوم در مبدا اسکن مي‌شد قادر نبود مشابه خود را در مقصد مجدداً بازسازي کند. سرانجام گروهي شامل 6 محقق و دانشمند از کشورهاي مختلف براي مشکل اسکن کوانتومي يک راه حل منطقي يافتند. آنها با استفاده از تکنيکي که «انشتاين ــ پودالوسکي ــ روسن» نام دارد به مشکلات انتقال اطلاعات با کوانتوم خاتمه دادند. در سال 1993 اين 6 دانشمند که چارلز اچ بنت از آي بي ام و ويليام ووتر فيزيکدان دانشگاه ويليامز ماساچوست عضو آن بودند موافقت اصولي خود را با امکان ساخت نوعي تله پورت جهت انتقال اشياء در صورت از بين بردن نسخه اصلي ابراز داشتند. پس از گذشت يک سال پروژه تله پورت به صورت آزمايشي در سيستم‌هاي گوناگون آغاز شد. در ابتداي پروژه يک فوتون، منبع نور منسجم، چرخش هسته‌ اي و يون محصور شده مورد آزمايش قرار گرفت. ويليام ووتر در سال 1993 در مقاله ‌اي انجام تئوري تله پورت به طريق کوانتوم را عملي دانست. به نظر او تنها اطلاعات کوانتومي مي‌تواند ضمن جابجايي اجسام نسخه اصلي را در مقصد از بين برده و اجازه تکثير و يا کپي برداري از آن را ندهد. اطلاعات کوانتومي اشيا را جسم تلقي مي‌کند و نمي‌تواند بدون نابود کردن اصل شبيه آن را مجدداً خلق کند. تفاوت بين فکس و تله پورت در اين است که دستگاه فکس نسخه ناقص غير دقيق و مبهمي را چاپ مي‌کند و نسخه اصلي را دست نخورده باقي مي‌گذارد. ووتر و همکارانش نشان دادند از مشکلات اصولي کوانتوم عدم توانايي در اندازه گيري و اسکن دقيق ذرات بسيار ريز اتم در مبدا است که سبب مي‌شود مشابه جسم در مقصد دقيقاً مانند اصل آن نباشد. ووتر با ارائه تئوري ديگري که از فرضيه Spooky action at a distance «عمليات شبح و روح در فاصله دور» الهام گرفته اعتقاد دارد اگر 2 ذره را با هم ارتباط داده و درگير کنيم، آنها در موقعيتي قرار خواهند گرفت تا مانند يک شي عمل کنند. هر عمل و تغييري که در اصل يکي از آنها وارد کنيم دقيقاً منجر به ايجاد همان تغيير در ديگري خواهد شد اگر چه فاصله بين دو ذره بسيار زياد باشد. Entanglement روش درگيري در ارتباط دو ذره اطلاعاتي دور از هم است. پس از برش فوتون و تقسيم آن به دو قسمت، فوتون‌ تقسيم شده در جهت مخالف ديگري به حرکت درآمده و در واقع تله پورت مي‌شود در چنين شرايطي انجام هر تغييراتي در فوتون اوليه فوتون دوم را هم تحريک کرده و اثرات تغيير در آن هم مشاهده خواهد شد. ساموئل برانشتاين تئوري ووتر را تائيد کرده و آن را به گونه ديگري توضيح مي‌دهد. او مي‌گويد فرضيه درگيري و ارتباط ذره ‌ها با يکديگر مانند رابطه عاشقانه بين دو زوج است که کاملاً به خصوصيات اخلاقي طرف ديگر خود آشنا هستند و مي‌توانند به جاي ديگري به هرگونه سئوالي پاسخ دهند اگر چه در ميان آنها هزاران مايل فاصله باشد. از ديگر موفقيت‌هاي تئوري تله پورت در سال 1993، انتقال تعدادي کيو بيت با کمک فوتون از يک آزمايشگاه واقع در زيرزمين دانشکده پزشکي به آزمايشگاهي ديگر در فاصله 2 کيلومتري است. اين آزمايش به نام گيسين از ديگر اعضاي تيم فيزيکدانان و 20 تن از دانشجويان فارغ ‌التحصيل بخش تحقيقات دانشگاه ژنو کشور سوئيس به ثبت رسيده است. گيسين يک سال پس از آن به رکورد ديگري دست يافت و توانست با موفقيت يک فوتون را در مسافت 4 مايلي جابجا کند. ابتدا در سال 1997 و سپس در سال 1998نيکلاس گيسين در راس تيمي از دانشمندان موفق به انتقال اولين حجم نوري 2 بعدي به نقطه ‌اي ديگر (از يک گوشه ميز به گوشه ديگر ميز) شد. ساموئل برانشتاين پرفسور مشهور رشته انفورماتيک دانشگاه بنگور ولز انگلستان انجام آزمايشهاي موفقيت آميز گيسين را قدم مهمي در رسيدن به هدف تله پورت دانست. تله پورت در صورت رسيدن کامل به اهداف آن براي انسان بسيار مفيد خواهد بود. نيکلاس گيسين مي‌گويد با تکنولوژي فعلي تله پورت يک بعد فيزيکي مانند مداد بيشتر به رويا شباهت دارد و واقعيت اين است که برخلاف داستانهاي خيالي، دانشمندان حتي راجع به انتقال انسان فکر هم نمي‌کنند. در آينده نزديک از کوانتوم در بخشهاي گوناگون علم و در حل مشکلات روزانه اشخاص و کسب و کار، کامپيوتر، تلفن راه دور، ارتباط با اينترنت، سيستم‌هاي امنيتي، نقل و انتقال الکترونيکي وجوه بانکي و راي گيري الکترونيکي استفاده خواهد شد. آنتون زيلينگر فيزيکدان دانشگاه وين در اتريش از اعضاي تيم تله پورت کوانتومي در سال 1997 بود. او اعتقاد دارد تکنولوژي کوانتوم در آينده نزديک ابتدا کامپيوتر و روشهاي ارتباطي و مخابراتي را متحول خواهد ساخت؛ تغييراتي مانند ارسال پيامهاي سري سوار بر امواج فيبر نوري توسط کامپيوتر جهت گشودن اسامي رمز بدون ترس از دستيابي شخص و يا کامپيوتر ديگري به آن رمز دور از ذهن به نظر نمي‌رسد. پس از موفقيت تيم فيزيکدانان دانشگاه ملي اتريش در تله پورت نور از يک آزمايشگاه به آزمايشگاه ديگر دکتر ديويد وايت هاوس، سردبير بخش اخبار علمي بي بي سي به تعدادي از سئوالات شنوندگان خود در مورد جابجايي به راه دور پاسخ گفت. جابجايي نور چه اثري بر زندگي مردم دارد؟ کامپيوترهاي بسيار سريع آينده بر اساس تشعشات نوري با به کارگيري انرژي اتم و يا مکانيسم کوانتوم طراحي خواهند شد و استفاده از نور و کوانتوم سرعت کامپيوترها را بيش از يک تريليون بار افزايش خواهد داد. تله پورت انسان در سريال Star Trek چگونه انجام مي‌شود و آيا شباهتي با موفقيت‌هاي دانشمندان فيزيک دارد؟ در آن فيلم بدن انسان به ميلياردها ذره اطلاعاتي تبديل شده و پس از تله پورت، در مقصد کيوبيت‌ها مجدداً بازسازي شده و شخصيت و هويت هنرپيشه اصلي از بين رفته و کپي آن به زندگي ادامه مي‌دهد. اين تئوري هيچ شباهتي با فرضيه هاي دانشمندان ندارد. آيا زماني خواهد رسيد که ما بتوانيم اشياء را به حرکت در آوريم؟ با تکنولوژي موجود جواب منفي است. به نظر مي‌رسد جابجايي فوتون که فاقد وزن است بيشترين موفقيت ما تا امروز بوده است. در چند سال آينده ما قادر خواهيم بود يک اتم را تله پورت کنيم، برخي از دانشمندان از آن هم فراتر رفته و مي‌‌گويند در آينده نه چندان دور ما شاهد جابجايي ويروس از يک نقطه به نقطه ‌اي ديگر خواهيم بود. آيا سرانجام روزي خواهد رسيد تا انسان تله پورت شود؟ براي تله پورت انسان به دانشي بيش از آنچه که اکنون در اختيار است احتياج داريم. ما بايد موقعيت دقيق هر اتم انسان را بدانيم تا مقدمات تله پورت انسان فراهم شود. اين تعداد اتم شايد بيش از عدد 1 با 19 صفر در مقابل آن باشد. براي جابجايي چنين اطلاعاتي با سريعترين سيستم ارسال موجود ما به زماني بيش از عمر کهکشان خود نياز داريم که در حدود 15 ميليارد سال است. از مشکلات ديگر تله پورت انسان، مسائل حقوقي آن است به طور مثال اگر قرار باشد پس از تله پورت اصل نابود شود، آيا از بين بردن اصل جنايت تلقي مي‌شود؟ و يا چه کسي و يا سازمان مي‌تواند تطابق کامل ميان نسخه اصلي و بازسازي شده را تضمين کند؟ به هرحال دوستداران سريال تلويزيوني پيشتازان فضا احتمالاً بايد زمان زيادي را در انتظار باشند تا روياي تله پورت به واقعيت بپيوندد.