テレポーテーションはどのように機能するか

それらの熱狂的な朝の学校のドロップオフにうんざりしていませんか？高速道路の道路の怒りや公共交通機関のお尻の悪臭のない朝の通勤を切望していますか？

幸運なことに、科学は答えに取り組んでいます。それは、体を素粒子レベルまでスキャンし、ポイントAですべてのお気に入りの部分を全滅させ、スキャンし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ところからあなたをバックアップします。

確かに、それは毎朝素粒子のウッドチッパーであなたの子供をチャンクにすることになるようなものですが、あなたが節約するすべての時間を考えてください！

それはテレポーテーションと呼ばれ、おそらく「スタートレック」や「ザ・フライ」などから最もよく知っているでしょう。人間が実現すれば、この驚くべき技術は、物理的にその間の空間を横切ることなく、長距離を移動することを可能にするでしょう。世界的な輸送は瞬時になり、惑星間旅行は文字通り人間にとって小さな一歩になるでしょう。

疑わしい？1993年以来、テレポーテーションが厳密にSFでなかったことを少し考えてみてください。その年、概念は不可能な空想の領域から理論的な現実に移りました。物理学者のチャールズベネットとIBMの研究者チームは、量子テレポーテーションが可能であることを確認しましたが、それはテレポートされていた元のオブジェクトが破壊された場合に限られます。どうして？スキャンするという行為は、コピーが唯一の生き残ったオリジナルになるようにオリジナルを破壊します。

1993年3月のアメリカ物理学会の年次総会でベネットによって最初に発表されたこの啓示に続いて、1993年3月29日のフィジカルレビューレターの発行で彼の発見についての報告がありました。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。

研究者が電気通信、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るため、この作業は今日も続いています。

テレポーテーション実験は空想科学小説にかなりの混乱を引き起こし、裏返しのヒヒ、遺伝子接合されたモンスター、そして誰のビジネスのように非物質化された狂人を生み出します。

しかし実際には、これまでのところ、実験は忌まわしきものではなく、全体的に非常に有望です。

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、光を運ぶエネルギーの粒子である光子をテレポートすることに成功し、IBMのテレポート理論を実現しました。

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3.28フィート（約1メートル）の同軸ケーブルに送信し、反対側に光子のレプリカを作成しました。予想どおり、レプリカが表示されると、元のフォトンは存在しなくなりました。

実験を実行するために、カルテックグループはハイゼンベルクの不確定性原理と呼ばれる小さなものを避けなければなりませんでした。箱入りの量子状態の猫が言うように、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、光子よりも大きいオブジェクトのテレポートの主な障壁でもあります。

しかし、粒子の位置がわからない場合、どうすれば量子テレポーテーションを少し行うことができますか？ハイゼンベルクの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エンタングルメントと呼ばれる現象を使用しました。エンタングルメントでは、量子テレポーテーションを実現するために少なくとも3つの光子が必要です。

研究者がエンタングルメントなしで光子Aを注意深く見ようとすると、それをぶつけて、それによってそれを変更します。光子BとCを絡ませることで、研究者は光子Aに関する情報を抽出でき、残りの情報は絡み合いによってBに渡され、次に光子Cに渡されます。研究者が光子Aから光子Cに情報を適用すると、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Cに情報が送信される前のように、フォトンAは存在しなくなります。

言い換えれば、カーク大尉がエイリアンの惑星にビームダウンすると、彼の原子構造の分析がトランスポータールームを通過して目的の場所に到達し、そこでカークのレプリカが作成されます。その間、オリジナルは非実体化します。

1998年以来、生物のテレポートは非​​常に難しいため、科学者はヒヒのテレポートにまで進んでいません。それでも、彼らの進歩は非常に印象的です。2002年、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）離れた原子の雲にテレポートしました。

チームリーダーのユージン・ポルツィク博士は、「光と物質、2つの異なる物体の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つは情報のキャリアであり、もう1つは記憶媒体です」[出典：CBC ]。

2012年、中国科学技術大学の研究者は新しいテレポーテーションの記録を作成しました。彼らは、以前の記録よりも50.3マイル（81キロメートル）離れた60.3マイル（97キロメートル）の光子をテレポートしました[出典：Slezak ]。わずか2年後、ヨーロッパの物理学者は、電気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[出典：arXivの新興技術]。

これらの進歩を考えると、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に影響するかを見ることができます。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高速な伝送速度で量子情報を配信できるネットワークを開発する上で重要です。

それはすべて、情報をポイントAからポイントBに移動することに帰着します。しかし、人間もその量子の旅をすることはありますか？

悲しいことに、「スタートレック」のトランスポーターと「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、おそらく物理的な不可能性でもあります。

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、その人の情報が光速で移動することも必要とする場合があります。これは、アインシュタインの特殊相対性理論によると、大したことではありません。

また、人がテレポートするためには、テレポーターのコンピューターは、人体を構成する10個の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1兆兆以上の原子です。この不思議な機械は、情報を別の場所に送信する必要があります。そこでは、別の驚くべき機械が正確に人の体を再構築します。

エラーの余地はどのくらいありますか？DNAをイエバエでスプライシングすることへの恐れを忘れてください。分子が1ミリメートルもずれて再構成された場合、深刻な神経学的または生理学的損傷を伴って目的地に「到着」するからです。

そして、「到着」の定義は確かに論点になるでしょう。移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はるかに機能します。受信側で人の複製が出現しますが、元の人はどうなりますか？各ファックスの後にオリジナルをどうしますか？

したがって、成功するすべてのバイオデジタルテレポーテーションは殺人と創造の行為であるというのは当然のことです。使用するたびに、あなたの体の細部のデジタル化、すべての旅行者の記憶、感情、希望、夢を備えた遺伝子クローンの作成が見られます。

元のコピーは死ぬ必要があります。つまり、私たちが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行くたびに子殺しをするという考えに冷静でない限り。

すべての技術と同様に、科学者はテレポートの根底にある概念を確実に改善し続けるでしょう。ある日、そのような生、死、テレポートの厳しいビジョンは、野蛮で無知に見えるかもしれません。私たちの祖先は、光年離れた惑星に目を開いていても、1つの世界で自分の体が衰退して非物質化するのを感じるかもしれません。

次のページのリンクを調べて、量子物理学とテレポーテーションについてさらに学びましょう。

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、私たちに刺激を与えながらも私たちを怖がらせる「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へ、または地球からアルファケンタウリへと瞬時に移動する力は、確かに把握する価値のある力です。それは最終的に人類の生存を保証することができ、その周辺技術はそれが人間であるということを根本的に変える可能性があります。

結局のところ、マシンがあなたのすべてをデジタル化し、地球の反対側でそれを再構築できるのなら、なぜ完璧なコピーを気にするのですか？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すか？テレポーターを通り抜けて新たに現れることができるのに、なぜあなたは年をとることを心配する必要がありますか？

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、固有の悲劇と非人間的な恐怖を伴う理由です。私たちがそれを達成した場合、私たちは生、死、物質、空間、そして時間をマスターするでしょう。確かに、人類とそのような神性の間に何らかの障壁が立つべきですよね？-ロバートラム

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