TELEPORTACIÓ

 


 


 

INTRODUCCIÓ:

           Moltes vegades hem vist com el capità Picard anava a la sala del transportador i en posat ferm deia: “Cap O’Brian. Activació.” Llavors, el cap O’Brian donava energia i l’artefacte transportador s’activava fent que del capità Picard sortissin unes guspires blaves i blanques (a partir d’ara les anomenarem deixalles) que s’anaven extenent per tot el cos desdibuixant-lo gradualment fins que desapareixia quedant només les deixalles, les quals s’anaven dissipant; instantàniament en un món nou i desconegut apareixien les deixalles i s’invertia el procés. Aquest és el tipus de teleportació que estem “habituats” a veure.

Un altre procés de la vida quotidiana és la transmissió de dades via mail: envies l’última foto que has baixat d’Internet al teu millor amic/amiga i en el moment en que pitges l’enter, aquesta informació va cap al teu servidor, aquest connecta amb el servidor del teu amic/amiga i transmet la foto quedant així emmagatzemada fins que el teu amic/amiga la baixa (amb la qual cosa queda a mans del controlador del servidor que la informació transmesa sigui confidencial... o no!). Des que s’envia la informació fins que es rep passa un cert temps (determinat, entre d’altres, pel col.lapse d’Infovia).

Físicament parlant, la teleportació és la transmissió de matèria/energia a distància o, a efectes pràctics, és un procés en el qual una cosa que en un cert moment és en un lloc “desapareix” convertint-se en deixalles; al cap d’un cert temps, en un altre indret, partint de deixalles, es forma aquella cosa original que teníem.

  

CONCEPTES FÍSICS:

           De la relativitat especial sabem que la velocitat de la llum és el llindar que no es pot superar a l’hora de transmetre informació. De no ser així es podria donar el cas que en un determinat sistema de referència l’efecte precedeixi la causa, és a dir, ens podríem trobar amb un suspès a les notes abans d’haver fet l’examen!!

En física quàntica els sistemes poden tenir algunes propietats determinades, ja hi són i eventualment les desconeixem fins que realitzem una mesura i les podem llegir (per exemple: ens donen una pel.lícula fotogràfica que ja hagi estat exposada,  la fotografia ja està feta però fins que no revelem el carret no la podrem observar) i d’altres d’indeterminades, aquestes poden prendre un ampli espectre de valors però quan realitzem una mesura obtenim un d’aquests valors amb una certa probabilitat  (com a exemple podem pensar en un carret fotogràfic que acabem de posar a la càmera, sabem que al carret hi caben un nombre de fotos però fins que no premem el disparador no determinarem la imatge que obtindrem en cada exposició). Entendrem que, en aquest cas, mesurar és intervenir en el sistema fent que de totes les possibilitats n´’agafi només una; per tant, en fer la mesura “perdem” la informació sobre els altres casos possibles.

·        Embrollament i paradoxa EPR:

Un dels postulats de la física quàntica diu que dos o més partícules indistingibles formant un sistema complex les podem separar en l’espai i seguiran formant el mateix sistema complex, de tal manera que si fem una mesura que afecta una d’aquestes partícules (és a dir, la forcem a que es determini en un estat quàntic) instantàniament la resta de les partícules que formen el sistema també es veuen afectades (es veuen forçades a determinar els seus estats quàntics). Com a exemple podem pensar en la connexió entre dos bessons univital.lins, fet que no està ni molt menys demostrat però que serveix per visualitzar el concepte, el que sent un l’altre ho nota i al revés, com en l’anunci del cotxe tot terreny Mitsubishi Montero. Això va generar que el 1936 Albert Einstein, Boris Podolsky i Nathan Rosen creessin la “paradoxa EPR” per mostrar que la física quàntica no complia el principi de causalitat de la relativitat especial: en aquest cas la informació (canvi en l’estat de la partícula) viatjava a velocitat més gran que la de la llum. Aquest fet és totalment cert, però aquesta teoria falla perquè considera que la informació viatja instantàniament d’una partícula a una altra però no té en compte que aquestes estan embrollades i per més que les separem seguiran formant un sol sistema quàntic.

 

EXPERIMENT:

           El 1993 en Charles Bennett, del laboratori de la IBM de Yorktown Heights (Nova York), va idear els passos que s’havien de seguir per tal de realitzar un experiment de teleportació quàntica: suposem que tenim dos personatges, l’Alice i el Bob, que estan a una certa distància l’un de l’altre. L’Alice vol teleportar un fotó[1] al Bob. L’Alice podria mesurar l’estat del fotó, enviar-li al Bob via telefònica el resultat de la mesura i el Bob fer un “motllo”, a fi de reproduir aquest estat, sobre un fotó que ell tingués, però quan l’Alice fa la mesura està fent que l’estat del fotó es determini i, per tant, no es tenen en compte tots els altres possibles estats, la qual cosa provoca una pèrdua d’informació. Això no és teleportar.

El que s’ha de fer és crear un parell de fotons EPR (fotons embrollats), un dels quals és enviat a l’Alice i l’altre al Bob. L’Alice fa interaccionar el fotó a teleportar amb el que li arriba de la font EPR, mesura el resultat d’aquesta interacció i li comunica al Bob (via telefònica). Llavors el Bob fa una operació sobre el seu fotó modificant-lo fins a obtenir-lo en un estat quànticament idèntic i indistingible del que tenia inicialment l’Alice.

Val la pena comentar que en aquest experiment es produeixen dos tipus de transmissió d’informació: la clàssica (via telefònica) i la quàntica (via relació EPR). En aquesta última el fotó del Bob, el qual procedeix de la font EPR, es veu afectat instantàniament per la interacció entre el fotó inicial i l’embrollat de l’Alice de manera que a efectes pràctics és com si ell també hagués reaccionat amb el fotó inicial.

            A hores d’ara s’han fet dos experiments de teleportació, el de l’equip d’Anton Zeilinger a Innsbruck (1997) i el de l’equip d’en Francesco de Martini a Roma (1998).

 

“UTILITATS”:

Si la teleportació es pogués extrapolar al món macroscòpic podríem trobar-nos amb la següent situació:

 

QUANTUM TELEPIZZA 

 

Al matí vaig al TELEPIZZA i li dic al dependent que al vespre voldré una pizza, però encara no sé quina (indeterminació). El dependent em diu que cap problema, pren nota i li diu al cuiner, aquest últim fa dues masses embrollades, una me la donen a mi, juntament amb un codi per reconèixer-la, i l’altra se la queden ells. Al vespre, truco i li dic quina és la pizza que vull i el codi, llavors el cuiner agafa la massa corresponent que està embrollada amb la que tinc jo i li afegeix uns ingredients per a fer la pizza que he demanat, la posa al forn i, un cop cuita, l’observa i li comunica el resultat al dependent, aquest em diu que agafi la meva massa, la giri un cert nombre de graus i m’agraeix haver confiat en els seus serveis. Tot seguit, faig el que m’ha dit i obtinc la pizza que volia!

   

Notes al peu


1        Un fotó és una partícula o unitat elemental de llum. Els fotons són indistingibles entre ells i només els podem diferenciar per “l’estat físic” en el que es troben (com per exemple la seva energia). tornar


 

 

Mª Àngels Puig i Marc Ramón, estudiants de Ciències Físiques a la UAB i membres del Grup KOSMOS