Star Trek – Flippiefanus
Julle ken seker almal hierdie gesegde wat kom uit die TV reeks Star Trek. Miskien het julle al gewonder of die wetenskap dalk daartoe instaat sal wees om tegnologie te ontwikkel wat dit sal moontlik maak vir 'n mens om so van een plek na 'n ander ge"beam" te word. Wel ek twyfel of dit ooit heeltemal 'n realiteit sal word, maar tog bestaan daar in die kleine 'n proses wat iets wat eers op een plek bestaan het, oor te dra na 'n ander plek.
Verbeel jou jy het 'n spesiale boksie waarin jy 'n kosbare voorwerpie kan stoor. Hierdie voorwerp het 'n spesiale eienskap. Dit is gekoppel aan 'n soortgelyk voorwerp in 'n soortgelyke boksie wat in iemand anders se besit is. Die voorwerpies in hierdie twee boksies het een of ander besondere koppeling met mekaar ten spyte daarvan dat die twee boksies vêr van mekaar af is. Gestel die ander persoon wil vir jou 'n ander voorwerp wat hy teekom stuur. Dan vat hy die nuwe voorwerp en kombineer dit op 'n sekere manier met die voorwerp in sy boksie. Daarna vat hy sy selfoon, bel jou en gee vir jou een van 4 kodewoorde. Al wat jy dan hoef te doen is om een van 4 knoppies op jou boksie te druk wat ooreenstem met die kodewoord en siedaar! Die voorwerp in jou boksie het verander in die voorwerp wat die ander persoon vir jou wou stuur.
Klink dit dalk vir jou soos 'n fantasie storie waar jy verwag om ook nog van towernaars, feetjies en drake te hoor?
Wel behalwe vir 'n paar beperkings, is dit presies wat mens deesdae kan doen.
Die eerste beperking is dat die voorwerpe ter sprake almal kwantum toestand moet wees. Mens kan nou nie juis veel met so 'n kwantum toestand in die alledaagse lewe doen nie. Jy kan nie jou hare daarmee kam nie, jy kan nie jou honger daarmee stil nie en jy kan nie eers daarmee dronk word nie. 😉 'n Kwantum toestand is iets soos 'n foton met 'n spesifieke polarisasie of 'n atoom in 'n opgewekde toestand (nee, nie soos in `vrolik' nie). Verder is hierdie "boksie" waarin die kwantum toestand gestoor moet word, nou nie juis iets wat jy saam met jou strand toe kan vat nie, behalwe as jy in die gewoonte is om 'n hele wetenskap laboratorium saam met jou strandbal en jou sonbrandolie in te pak.
Die manier waarop die kwantum toestand "gekombineer" moet word, impliseer dat daar 'n sogenaamde "gesamentlike meting" gedoen moet word op die gestoorde toestand en die toestand wat oorgestuur moet word. In die proses word beide hierdie kwantum toestande vernietig, maar die resultaat van die meting gee een van 4 antwoorde. Hierdie antwoord moet na die persoon met die ander boksie gestuur word. Wat eintlik gebeur is dat die meting die voorwerp wat in die ander boksie is verander het na een van 4 moontlike toestande. Een van die 4 is presies dieselfde as die toestand wat oorgestuur moet word. Die ander drie kan deur 'n eenvoudige transformasie verander word in die gewensde toestand. Dit is wat die knoppie op die boksie doen en dit is hoekom die resultaat van die meting as 'n kodewoord oorgestuur moet word. Dis egter nie regtig nodig om die kodewoorde geheim te hou nie want niemand anders kan enigiets met die informasie doen as hulle nie daardie spesiale voorwerp (kwantum toestand) het nie.
Nou hoe is dit moontlik dat 'n gesamentlike meting tussen twee kwantum toestande wat op een plek in die wêreld gedoen word 'n ander kwantum toestand op 'n ander plek in die wêreld kan verander? Die sleutel is geleë in die skep van verstrengelde kwantum toestande. Dit is dieselfde verstrengelde toestande wat nodig is vir die EPR paradoks waaroor ek so tyd terug geskryf het. Die twee spesiale gekoppelde "voorwerpe" in die boksies is dan inderdaad sulke twee verstrengelde kwantum toestande. Weens hul verstrengelde aard veroorsaak 'n meting op een van die twee dat die ander een verander word.
Hierdie manier om 'n kwantum toestand te verplaas van een plek na 'n ander plek, word kantum teleportasie genoem. Dit is in 1993 vir die eerste keer voorgestel en in 1997 deur Anton Zeilinger en sy groep in Oostenryk eksperimenteel verwesenlik.
Vir my is hierdie 'n fasinerende meganisme, maar of dit ooit eendag daartoe gaan lei dat mens rondge"beam" kan word twyfel ek sterk.
2010-01-07 Anton Zeilinger, kwantum teleportasie, Star Trek, verstrengelde kwantum toestand14 Comments