Teleportering

Enligt artikeln "Are you ready to play god?" i senaste New Scientist så berättar man att forskare kan teleportera fotoner och atomer i deras laboratorium.

Hur är detta möjligt?

Läste samma sak förut i en Illustrerad Vetenskap, dom spädde på att i framtiden kanske man kan förflytta hela objekt t.ex människor.

Och hur pass troligt är det?

Läste någon gång att kvantmekaniken inte utesluter möjligheten att teleportera material. Problemet är bara att samma partikel inte kan uppta två spatialt åtskilda platser i samma tid. Alltså måste originalet förstöras för att skapa kopian. Så frågan är då vilken säkerhet man kan uppnå i uppbyggnaden av kopian.
Vad man kan göra är väl att teleportera elektroners spinntal med effekten att den teleporterade elektronen byter spinn med en elektron dit den teleporteras. Dvs, det är inte materian som flyttas utan materians egenskaper, vilket i praktiken blir detsamma som en fysisk förflyttning då det som skiljer elektroner åt är deras spinn. (Har säkert fel, rätta mig gärna.)

Edit: de elektroner som kan byta egenskaper var vid tidigare tillfälle parade på något sätt. Eller hade nån sorts inbördes relation? Tror att man inte bara kan byta egenskaper mellan två arbiträra elektroner. De måste, som sagt, ha haft nån sorts spatial/funktionell relation tidigare. (?)

Jag har inte lyckats hitta artikeln, men jag kan väl skriva något i alla fall.

Kvantteleportering (eng. quantum teleportation), är ett fenomen som innebär att man "överför" ett kvantmekaniskt tillstånd genom att utnyttja hoptvinning (eng. entanglement) och ett visst utbyte av information. Hoptvinning innebär att två (eller flera) system beskrivs "gemensamt" av ett kvanttillstånd; de är relaterade till varandra på så sätt att en mätning på det ena systemet bestämmer egenskaperna hos det andra oavsett hur stort fysiskt avstånd det är emellan dem. Det finns alltså en korrelation mellan mätresultaten man får från de två systemen, vilket man med lite uppfinningsrikedom kan utnyttja till en form av teleportering.

Det är viktigt att påpeka att detta inte är fråga om en transport av materia eller energi; det enda som överförs är själva kvanttillståndet. Det är inte heller fråga om att information överförs snabbare än ljuset, eftersom man för att lyckas med teleporteringen dessutom måste överföra vanlig (klassisk) information (vilket måste ske långsammare än ljuset). Om man vill få en översikt över dessa fenomen, kan det vara bra att börja med EPR-paradoxen och sedan gå vidare

Det kan också vara på sin plats att förtydliga att det inte heller är frågan om att kvanttillstånd kopieras; något som inte är möjligt eftersom det skulle innebära att kvantmekaniken inte är motsägelsefri. Det så kallade icke-kloningsteoremet säger att det inte är möjligt att skapa en kopia av ett godtyckligt kvanttillstånd; om man kunde göra det skulle man nämligen känna till både läge och rörelsemängd hos ifrågavarande system, vilket trotsar Heisenbergs obestämbarhetsrelation. Kopiering och hoptvinning är alltså skilda fenomen.

Vad gäller teleportering av makroskopiska objekt (som t.ex. människor), så är det nog något som kommer att fortsätta vara folket i Star Trek förbehållet i en mycket lång tid framöver. Ett föremål som består av i storleksordningen 10^24 partiklar, innehåller en ofantlig mängd information som ska överföras. Sedan har vi också problemet med dekoherens, d.v.s. att föremålet man vill teleportera växelverkar med omgivningen, Detta leder till att de individuella partiklarnas ytterst känsliga hoptvinnade kvanttillstånd (som är nödvändiga för att teleporteringen skall fungera) störs. Hur man skall bära sig åt för att lösa ett sådant monumentalt problem är en riktig utmaning.

Maskhål!

Tackar! Precis det svar jag var ute efter

Du hoppar ut till den fjärde dimensionen och viker ihop vår 3d-värld så två punker faller samman. Då kan man ju hoppa över till den andra "sidan av rummet". Det kan jämföras med att du nu sitter i en 3d-värld och viker ihop ett papper, där ytan på pappret(2d) motsvarar rummet i vår värld. Då kan du ju få två punker att "falla samman".

Förmodligen är det inte alls så som gubbarna gjort, men i teorin fungerar det.

Ifall detta är en simplare version av vad Dr.Wily förklarat har jag ingen aning om då jag inte är kvantmekaniker, men men.. Det är hur jag lärt mig att teleportering och maskhål fungerar.

Kan skriva av den delen där teleportering nämns i Illustrerad Vetenskap:

"Redan nu kan man teleportera fotoner, elektroner och atomer, det vill säga omedelbart flytta/överföra dessa mellan två punkter utan att de behöver färdas genom rummet emellan, och i princip tycks ingen storleksgräns för vad som kan teleporteras finnas. Kanske kan Star Treks teleportör för människor bli möjlig i en avlägsen framtid?"

Men det stämmer alltså inte?

Det som händer när man genomför kvantteleportering är att tillståndet hos den partikel man vill teleportera överförs genom en sinnrik metod till en "målpartikel". När målpartikeln hamnat i det kvanttillstånd som den ursprungliga partikeln hade, kommer den ursprungliga partikeln p.g.a. icke-kloningsteoremet att gå över i ett annat tillstånd. Vad som alltså hänt är att man låtit målpartikeln gå över i det kvanttillstånd den ursprungliga partikeln hade från början. Eftersom alla elementarpartiklar har absolut identiska egenskaper (det är inte möjligt ens i princip att skilja dem åt), är den resulterande målpartikeln densamma som den ursprungliga partikeln. Man kan alltså, som Illustrerad Vetenskap skriver, se det som att partikeln spöklikt förflyttats över tomma rummet utan att ha färdats genom det. Detta är naturligtvis inte intuitivt självklart; man kan behöva fundera lite innan man tar det till sig. Nyckeln är att elementarpartiklar har identiska egenskaper; om man har en partikel A i tillstånd |1> och sedan överför detta tillstånd till en partikel B, så kommer partikel B efter den processen per definition att vara partikel A i tillstånd |1>.
Jag kunde inte hitta någon vettig lekmannaartikel om fenomenet, men en (väldigt) översiktlig beskrivning finns här: http://science.howstuffworks.com/teleportation.htm
Wikipedian har såklart en artikel om quantum teleportation, men den skriven på ett mer specialiserat språk och innehåller en hel del kvantmekaniska begrepp och matematik: http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_teleportation

Jodå, det stämmer. När jag läste kvantmekanik för ett år sedan hade vi Ulf Danielsson som föreläsare. Han berättade lyriskt om just detta under en hel föreläsning.

Är det ungefär så här?

De två partiklarna, som alltså egentligen är en partikel, separeras och så skickas den ena iväg till en annan plats. Denna förflyttning kan inte ske snabbare än ljushastigheten.

Förändringar i den ena partikeln kommer dock, på grund av att de två egentligen är en och samma partikel, att överföras omedelbart till den andra partikeln? Alltså förändringen hos ena partikeln när man ändrar på den andra sker omedelbart och därmed snabbare än ljushastigheten?

I all korthet: ja.
Formuleringen "De två partiklarna, som alltså egentligen är en partikel" finner jag lite underlig dock. Det är två partiklar som befinner sig i ett "ihoptvinnat" kvanttillstånd, d.v.s. det finns en slags kvantmekanisk sammanlänkning mellan dem. Jag skulle nog föredra termen system (el. liknande) för de två ihoptvinnade partiklarna.

Testar följande formulering.

Ett ihoptvinnat kvantsystem separeras. Den ena delen skickas iväg till en annan plats. Denna förflyttning kan inte ske snabbare än ljushastigheten.
Förändringar i den ena delen av det ihoptvinnat kvantsystem kommer att överföras omedelbart till den andra delen av detta system. Förändringen sker omedelbart och alltså snabbare än ljushastigheten.

En fråga.
Sker sådana separeringar av ihoptvinnade kvantsystem av sig självt i naturen, eller krävs det mänsklig inblandning? Om de sker spontant borde det innebära att viss information överförs omedelbart mellan olika delar av universum!