Contenido
- Raíces de teletransportación: física y mecánica cuántica
- Regla fundamental: Principio de incertidumbre de Heisenbergs
- Acción espeluznante a distancia y Schrödingers Cat
- Teletransportación cuántica y ciencia ficción
- Lo que depara el futuro para la teletransportación
La teletransportación es la transferencia de materia o energía de un lugar a otro sin que ninguno de ellos cruce la distancia en el sentido físico tradicional. Cuando el Capitán James T. Kirk de la serie de televisión y películas "Star Trek" le dijo por primera vez al ingeniero de Starship Enterprise, Montgomery "Scotty" Scott, que "me transportara" en 1967, los actores no sabían que en 1993 el científico de IBM Charles H. Bennett y sus colegas propondrían una teoría científica que sugiriera la posibilidad de teletransportarse en la vida real.
En 1998, la teletransportación se hizo realidad cuando los físicos del Instituto de Tecnología de California teletransportaron cuánticamente una partícula de luz de un lugar a otro en un laboratorio sin que cruzara físicamente la distancia entre los dos lugares. Si bien existen algunas similitudes entre la ciencia ficción y los hechos científicos, la teletransportación en el mundo real difiere mucho de sus raíces ficticias.
Raíces de teletransportación: física y mecánica cuántica
La rama de la ciencia que condujo a esa primera teletransportación en 1998 tiene sus raíces en el padre de la mecánica cuántica, el físico alemán Max Planck. Su trabajo en termodinámica en 1900 y 1905 lo llevó al descubrimiento de distintos paquetes de energía que llamó "quanta". En su teoría, ahora conocida como constante de Plancks, desarrolló una fórmula que describe cómo los quanta, a nivel subatómico, funcionan como partículas y ondas.
Muchas reglas y principios en mecánica cuántica a nivel macroscópico describen estos dos tipos de ocurrencias: la existencia dual de ondas y partículas. Las partículas, al ser experiencias localizadas, transmiten masa y energía en movimiento. Las ondas, que representan eventos deslocalizados, se extienden a través del espacio-tiempo, como las ondas de luz en el espectro electromagnético, y transportan energía pero no masa a medida que se mueven. Por ejemplo, las bolas en una mesa de billar, objetos que puedes tocar, se comportan como partículas, mientras que las ondas en un estanque se comportan como olas donde "no hay transporte neto de agua: por lo tanto, no hay transporte neto de masa", escribe Stephen Jenkins, profesor de física en la Universidad de Exeter en el Reino Unido
Regla fundamental: Principio de incertidumbre de Heisenbergs
Una regla fundamental del universo, desarrollada por Werner Heisenberg en 1927, ahora conocida como el principio de incertidumbre de Heisenbergs, dice que existe una duda intrínseca relacionada con el conocimiento de la ubicación exacta y el empuje de cualquier partícula individual. Cuanto más se pueda medir uno de los atributos de las partículas, como el empuje, más clara será la información sobre la ubicación de las partículas. En otras palabras, el principio dice que no puedes conocer ambos estados de la partícula al mismo tiempo, mucho menos conocer los múltiples estados de muchas partículas a la vez. Por sí solo, el principio de incertidumbre de Heisenbergs hace imposible la idea de la teletransportación. Pero aquí es donde la mecánica cuántica se vuelve extraña, y se debe al estudio del entrelazamiento cuántico del físico Erwin Schrödingers.
Acción espeluznante a distancia y Schrödingers Cat
Cuando se resume en los términos más simples, entrelazamiento cuántico, que Einstein llamó "acción espeluznante a distancia", esencialmente dice que la medición de una partícula enredada afecta la medición de la segunda partícula enredada, incluso si hay una gran distancia entre las dos partículas.
Schrödinger describió este fenómeno en 1935 como una "desviación de las líneas de pensamiento clásicas" y lo publicó en un artículo de dos partes en el que llamó a la teoría "Verschränkung" o enredo. En ese documento, en el que también habló de su gato paradójico, vivo y muerto al mismo tiempo hasta que la observación colapsó la existencia del estado de los gatos en que estaba muerto o vivo, Schrödinger sugirió que cuando dos sistemas cuánticos separados se enredan o se vuelven cuánticos vinculado debido a un encuentro anterior, una explicación de las características de un sistema o estado cuántico no es posible si no incluye las características del otro sistema, sin importar la distancia espacial entre los dos sistemas.
El entrelazamiento cuántico forma la base de los experimentos de teletransportación cuántica que los científicos realizan hoy.
Teletransportación cuántica y ciencia ficción
La teletransportación de los científicos de hoy depende del enredo cuántico, de modo que lo que le sucede a una partícula le sucede a la otra instantáneamente. A diferencia de la ciencia ficción, no implica escanear físicamente un objeto o una persona y transmitirlo a otra ubicación, porque actualmente es imposible crear una copia cuántica precisa del objeto o persona original sin destruir el original.
En cambio, la teletransportación cuántica representa mover un estado cuántico (como información) de un átomo a un átomo diferente a través de una diferencia considerable. Los equipos científicos de la Universidad de Michigan y el Joint Quantum Institute de la Universidad de Maryland informaron en 2009 que completaron con éxito este experimento en particular. En su experimento, la información de un átomo se movió a otro a un metro de distancia. Los científicos mantuvieron cada átomo en recintos separados durante el experimento.
Lo que depara el futuro para la teletransportación
Mientras que la idea de transportar a una persona o un objeto desde la Tierra a una ubicación distante en el espacio permanece en el ámbito de la ciencia ficción por el momento, la teletransportación cuántica de un átomo a otro tiene potencial para aplicaciones en múltiples ámbitos: computadoras, ciberseguridad , Internet y más.
Básicamente, cualquier sistema que se base en la transmisión de datos de una ubicación a otra podría ver que las transmisiones de datos se producen mucho más rápido de lo que las personas pueden comenzar a imaginar. Cuando la teletransportación cuántica da como resultado que los datos se muevan de una ubicación a otra sin ningún lapso de tiempo debido a la superposición: los datos existentes en ambos estados duales de 0 y 1 en un sistema binario de computadora hasta que la medición colapsa el estado en 0 o 1 - los datos se mueven Más rápido que la velocidad de la luz. Cuando esto suceda, la tecnología informática experimentará una revolución completamente nueva.