Contenu
- Racines de téléportation: physique quantique et mécanique
- Règle fondamentale: principe d'incertitude de Heisenberg
- Action fantasmagorique à distance et chat de Schrödingers
- Téléportation Quantique et Science Fiction
- Ce que l'avenir réserve à la téléportation
La téléportation est le transfert de matière ou d'énergie d'un endroit à un autre sans que l'un ou l'autre ne franchisse la distance au sens physique du terme. Lorsque le capitaine James T. Kirk de la série télévisée "Star Trek" et de ses films a dit à l'ingénieur de Starship Enterprise, Montgomery "Scotty" Scott, de "communiquer avec moi" en 1967, les acteurs ignoraient encore qu'en 1993, le scientifique d'IBM Charles H. Bennett et ses collègues proposeraient une théorie scientifique suggérant la possibilité réelle de téléportation.
En 1998, la téléportation est devenue une réalité lorsque les physiciens du California Institute of Technology ont téléporté de manière quantique une particule de lumière d'un endroit à un autre dans un laboratoire sans que celle-ci ne franchisse physiquement la distance entre les deux endroits. Bien qu'il existe certaines similitudes entre la science-fiction et le fait scientifique, la téléportation dans le monde réel diffère grandement de ses racines fictives.
Racines de téléportation: physique quantique et mécanique
La branche de la science qui a conduit à cette première téléportation en 1998 tire ses racines du père de la mécanique quantique, le physicien allemand Max Planck. Ses travaux de thermodynamique en 1900 et 1905 l'ont amené à découvrir des paquets d'énergie distincts qu'il a appelés "quanta". Dans sa théorie, maintenant connue sous le nom de constante de Plancks, il a développé une formule décrivant comment les quanta, à un niveau subatomique, fonctionnent à la fois comme des particules et des ondes.
De nombreuses règles et principes de la mécanique quantique au niveau macroscopique décrivent ces deux types d'occurrences: la double existence d'ondes et de particules. Les particules, étant des expériences localisées, transmettent à la fois masse et énergie en mouvement. Les ondes, qui représentent des événements délocalisés, se propagent dans l’espace-temps, telles que les ondes lumineuses dans le spectre électromagnétique, et transportent de l’énergie mais pas de la masse à mesure qu’elles se déplacent. Par exemple, les balles sur une table de billard - des objets que vous pouvez toucher - se comportent comme des particules, tandis que les ondulations sur un étang se comportent comme des vagues où "il n’ya pas de transport net d’eau: donc pas de transport net de masse", écrit Stephen Jenkins. professeur de physique à l'université d'Exeter au Royaume-Uni
Règle fondamentale: principe d'incertitude de Heisenberg
Une règle fondamentale de l'univers, développée par Werner Heisenberg en 1927, désormais connue sous le nom de principe d'incertitude de Heisenberg, dit qu'il existe un doute intrinsèque lié à la connaissance de l'emplacement exact et de la poussée de chaque particule. Plus vous mesurez l'un des attributs des particules, comme la poussée, plus les informations sur l'emplacement des particules deviennent floues. En d'autres termes, le principe dit que vous ne pouvez pas connaître les deux états de la particule en même temps, et encore moins connaître les états multiples de nombreuses particules à la fois. Le principe d’incertitude de Heisenberg rend à lui seul l’idée de téléportation impossible. Mais c’est là que la mécanique quantique devient étrange et que cela est dû au physicien Erwin Schrödingers qui a étudié l’intrication quantique.
Action fantasmagorique à distance et chat de Schrödingers
Lorsqu'elle est résumée dans les termes les plus simples, l'enchevêtrement quantique, qu'Einstein a appelé "action fantasmagorique à distance", indique essentiellement que la mesure d'une particule enchevêtrée affecte la mesure de la seconde particule enchevêtrée même s'il existe une grande distance entre les deux particules.
Schrödinger a décrit ce phénomène en 1935 comme "une rupture avec les idées classiques" et l'a publié dans un article en deux parties dans lequel il a appelé la théorie "Verschränkung" ou enchevêtrement. Dans cet article, dans lequel il parlait également de son chat paradoxal - vivant et mort à la fois jusqu'à l'observation effondrée, l'existence de l'état du chat dans cet état mort ou vivant - Schrödinger a suggéré que lorsque deux systèmes quantiques distincts s'emmêlent ou se liées en raison d'une rencontre antérieure, une explication des caractéristiques d'un système ou état quantique n'est pas possible si elle n'inclut pas les caractéristiques de l'autre système, quelle que soit la distance spatiale entre les deux systèmes.
L'intrication quantique constitue la base des expériences de téléportation quantique menées par les scientifiques.
Téléportation Quantique et Science Fiction
La téléportation par les scientifiques aujourd'hui repose sur un enchevêtrement quantique, de sorte que ce qui arrive à une particule se répercute instantanément sur l'autre. Contrairement à la science-fiction, il n’implique pas de scanner physiquement un objet ou une personne et de le transmettre à un autre endroit, car il est actuellement impossible de créer une copie quantique précise de l’objet ou de la personne d’origine sans détruire l’original.
La téléportation quantique représente plutôt le déplacement d'un état quantique (comme une information) d'un atome à un autre, avec une différence considérable. Les équipes scientifiques de l’Université du Michigan et du Joint Quantum Institute de l’Université du Maryland ont annoncé en 2009 avoir mené à bien cette expérience. Dans leur expérience, les informations d'un atome se sont déplacées d'un autre à un mètre de distance. Les scientifiques ont gardé chaque atome dans des enceintes séparées au cours de l'expérience.
Ce que l'avenir réserve à la téléportation
Alors que l'idée de transporter une personne ou un objet de la Terre vers un lieu lointain de l'espace reste pour le moment dans le domaine de la science-fiction, la téléportation quantique de données d'un atome à un autre peut potentiellement être appliquée dans plusieurs domaines: ordinateurs, cybersécurité , Internet et plus encore.
Fondamentalement, tout système qui repose sur la transmission de données d'un endroit à un autre peut voir les transmissions de données se faire beaucoup plus rapidement que les gens ne peuvent commencer à l'imaginer. Lorsque la téléportation quantique entraîne le déplacement des données d'un emplacement à un autre sans aucun délai en raison de la superposition - les données existant dans les deux états doubles de 0 et 1 dans un système binaire d'ordinateur jusqu'à ce que la mesure réduit l'état en 0 ou 1 - les données sont déplacées Plus rapide que la vitesse de la lumière. Lorsque cela se produira, la technologie informatique subira une toute nouvelle révolution.