テレポーテーションの仕組み

朝の学校へのあの熱狂的な下校にうんざりしていませんか?高速道路の渋滞や公共交通機関の悪臭から解放された朝の通勤を望んでいませんか?

幸運なことに、科学はその答えに取り組んでおり、それはあなたの体を原子未満のレベルまでスキャンし、ポイントAでお気に入りの部分をすべて消滅させ、スキャンされたすべてのデータをポイントBに送信するのと同じくらい簡単かもしれません。コンピューターは、ほんの一瞬で何もない状態からあなたを立ち直らせます。

確かに、それは毎朝子供を亜原子ウッドチッパーに入れるようなものですが、節約できる時間を考えてみてください。

それはテレポーテーションと呼ばれるもので、おそらく「スタートレック」や「ザ・フライ」などでよく知られているでしょう。この驚くべきテクノロジーが人間に実現されれば、物理的に空間を越えることなく、広大な距離を移動できるようになるでしょう。地球規模の輸送は瞬時になり、惑星間旅行は文字通り人間にとって小さな一歩となるでしょう。

疑わしい？ 1993 年以降、テレポーテーションは厳密には SF ではなくなったことを少し考えてみましょう。その年、概念は不可能な空想の領域から理論上の現実へと移行しました。物理学者のチャールズ・ベネットとIBMの研究チームは、量子テレポーテーションが可能であることを確認したが、それはテレポーテーションされる元の物体が破壊された場合に限られる。なぜ？スキャンという行為によりオリジナルが破壊され、コピーが唯一のオリジナルとして残ります。

この啓示は、1993 年 3 月のアメリカ物理学会年次総会で初めてベネットによって発表され、その後、1993 年 3 月 29 日号の Physical Review Letters で彼の発見に関する報告が行われました。それ以来、光子を使った実験により、量子テレポーテーションが実際に可能であることが証明されました。

この研究は現在も続いており、研究者たちは通信、輸送、量子物理学の要素を驚くべき方法で組み合わせています。

テレポーテーション: 最近の実験

テレポーテーションの実験は、SF 界でかなりの混乱を引き起こし、 裏返しのヒヒ、遺伝子を移植された怪物、そして非物質化した狂人を他人事のように生み出します。

しかし実際には、この実験は今のところ忌まわしいものはなく、全体的には非常に有望である。

1998 年、カリフォルニア工科大学 (Caltech) の物理学者は、ヨーロッパの 2 つのグループとともに、光子 (光を運ぶエネルギーの粒子) のテレポートに成功し、IBM のテレポート理論を現実のものとしました。

カリフォルニア工科大学のチームは、光子の原子構造を読み取り、この情報を同軸ケーブルの 3.28 フィート (約 1 メートル) にわたって送信し、反対側に光子のレプリカを作成しました。予想どおり、レプリカが出現すると、元の光子は存在しなくなりました。

実験を実行するために、カリフォルニア工科大学のグループは、ハイゼンベルクの不確定性原理と呼ばれるものを少し回避する必要がありました。箱に入った量子状態のネコ科動物であればわかるように、この原理は、粒子の位置と運動量を同時に知ることはできないと述べています。これは、光子よりも大きい物体のテレポートに対する主な障壁でもあります。

しかし、粒子の位置を知ることができない場合、どのようにして量子テレポーテーションを行うことができるのでしょうか?ハイゼンベルク原理に違反せずに光子をテレポートするために、カリフォルニア工科大学の物理学者はもつれとして知られる現象を使用しました。もつれでは、量子テレポーテーションを実現するには少なくとも 3 つの光子が必要です。

研究者がもつれなしで光子 A を詳しく観察しようとすると、光子にぶつかってしまい、光子 A が変化してしまうでしょう。光子 B と C をもつれさせることで、研究者は光子 A に関する情報を抽出することができ、残りの情報はもつれによって B に渡され、さらに光子 C に渡されます。研究者が光子 A からの情報を光子 C に適用すると、フォトン A の正確なレプリカを作成します。ただし、フォトン A は、情報がフォトン C に送信される前のようには存在しません。

言い換えれば、カーク船長がエイリアンの惑星にビームを照射すると、彼の原子構造の分析がトランスポータールームを通って目的の場所に送られ、そこでカークのレプリカが構築されます。その間、オリジナルは非物質化します。

生物物質をテレポートさせるのは限りなく難しいため、科学者たちは 1998 年以来、ヒヒのテレポートにまではなかなか取り組んでいません。それでも、彼らの進歩は非常に印象的です。 2002 年にオーストラリア国立大学の研究者はレーザー ビームのテレポートに成功し、2006 年にはデンマークのニールス ボーア研究所のチームがレーザー ビームに保存された情報を約 1.6 フィート (0.5 メートル) 離れた原子雲にテレポートしました。

チームリーダーのユージン・ポルジック博士は、「光と物質という2つの異なる物体間のテレポートが初めて含まれるため、さらに一歩進んだ」と説明した。 「1 つは情報の伝達手段であり、もう 1 つは記憶媒体です。」。

2012 年、中国科学技術大学の研究者らがテレポーテーションの新たな記録を打ち立てました。彼らは、以前の記録よりも 50.3 マイル (81 キロメートル) 遠く、60.3 マイル (97 キロメートル) に光子をテレポートしました 。わずか 2 年後、ヨーロッパの物理学者は、通信に使用される通常の光ファイバーを介して量子情報をテレポートすることができました 。

これらの進歩を考慮すると、量子テレポーテーションが朝の通勤時間を助けるずっと前に、量子コンピューティングの世界にどのような影響を与えるかがわかります。これらの実験は、今日の最も強力なコンピューターよりもはるかに速い伝送速度で量子情報を配布できるネットワークを開発する上で重要です。

結局のところ、情報を点 A から点 B に移動することになります。しかし、人間もそのような量子旅行をする日が来るのでしょうか?

人間の瞬間移動

悲しいことに、「スタートレック」のトランスポーターや「ザ・フライ」のテレポッドは、遠い将来の可能性であるだけでなく、おそらく物理的に不可能でもあります。

結局のところ、人が別の場所に瞬時に移動できるようにするトランスポーターは、その人の情報を光の速度で移動することも必要とする可能性があります。アインシュタインの特殊相対性理論によれば、それは大きな禁止事項です。

また、人がテレポートするには、テレポーターのコンピューターが人体を構成する 10 ^{28 個}の原子すべてを正確に特定して分析する必要があります。それは1兆個以上の原子です。この驚異的な機械はその後、その情報を別の場所に送信し、そこで別の驚くべき機械が正確な精度で人の体を再構築する必要があります。

誤差の余地はどの程度あるでしょうか?イエバエと DNA を接合するという恐怖は忘れてください。分子が 1 ミリメートルでもずれて再構成されると、重篤な神経学的または生理学的損傷を抱えて目的地に「到着」することになるからです。

そして、「到着」の定義は確かに争点となるでしょう。転送された個人は、実際にはどこにも「到着」しません。プロセス全体は、ファックス機のように機能します。受信側ではその人の複製が表示されますが、オリジナルはどうなるでしょうか?ファックスを送信するたびに、原稿をどうしていますか?

したがって、バイオデジタルテレポートの成功はすべて、殺人と創造の行為となるのは当然です。使用するたびに、あなたの体のあらゆる細部がデジタル化され、旅行者のすべての記憶、感情、希望、夢を備えた遺伝子クローンが作成されます。

オリジナルのコピーは死ななければなりません。つまり、国を越えて旅行する必要があるたびに自分自身を複製し、小さなジミーが学校に向かうたびに子殺しを犯すという考えに冷静でない限りは。

すべてのテクノロジーと同様に、科学者はテレポーテーションの基礎となる概念を確実に改良し続けるでしょう。ある日、生、死、テレポーテーションに関するこのような厳しいビジョンが、野蛮で知識のないものに見えるかもしれません。私たちの祖先は、たとえ数え切れないほど光年も離れた惑星に目を開いていても、ある世界では自分たちの体が色褪せ、非物質化するのを感じているかもしれません。

次のページのリンクを参照して、量子物理学とテレポーテーションについてさらに詳しく学習してください。

著者のメモ: テレポーテーションはどのように機能するか

テレポーテーションは、私たちにインスピレーションを与えると同時に、恐怖を与える「フランケンシュタイン」テクノロジーの 1 つです。確かに、ニューヨークからバンコク、あるいは地球からアルファ・ケンタウリまで瞬時に移動できる力は、手に入れる価値のある力である。それは最終的に人類の生存を保証する可能性があり、その周辺テクノロジーは人間のあり方を根本的に変える可能性があります。

結局のところ、機械があなた自身のすべてをデジタル化し、地球の裏側で再構築できるのであれば、なぜわざわざ完璧なコピーを作る必要があるのでしょうか?より若く、より賢く、より強く、より幸せな、強化されたコピーはどうでしょうか?テレポーターを通過するだけで新しく生まれ変わることができるのに、なぜ年をとることを心配する必要があるのでしょうか？

バイオデジタルテレポーテーションは私たちを誘惑し、悩ませます。それが、私たちのSFビジョンの多くが本質的な悲劇と人間性を奪う恐怖を伴う理由です。なぜなら、私たちがそれを達成できれば、私たちは生、死、物質、空間、時間をマスターしたことになるからです。きっと、人類とそのような神の間には、何かの壁が立ちはだかるはずですよね？ –- ロバート・ラム