Kvantteleportering

I science fiction kan man ofta se något vi kallar för ”teleportering”, och det är när man skickar, ofta en levande människa, från en plats till en annan utan att personen måste färdas genom rymden emellan. Teknologin för detta har länge verkat omöjligt, och att i praktiken teleportera en människa, ses fortfarande som en omöjliget. Men inte i teorin.
Redan år 1997 lyckades två grupper av fysiker ledda av Anton Zeilinger och A Fransisco de Martini utföra den första teleporteringen, eller som man säger i dessa sammanhang: kvantteleporteringen. Teleportering i science fiction har oftast gått till på så sätt att man bara skickar iväg personerna dit man vill, eller att man plockar isär alla atomer som de är byggda av, och sedan bygger ihop de på den plats de ville bli teleporterad till. Det är ungefär som i exempel 2 kvantteleportering fungerar, fast med vår teknologi kan vi bara ”teleportera” enstaka fotoner eller andra väldigt små partiklar.

Hela processen är beroende av något man kallar för kvantmekanisk sammanflätning (quantum entanglement). Det är när två eller fler partiklar är sammaflätade, och om man ändrar en egenskap, t.ex. spin, hos den ena partikeln, så kommer den andra partikeln påverkas på exakt samma sätt, oavsett avstånd mellan dem. Så hur kan man med hjälp av detta teleportera t.ex. en foton?
Tänk dig att vi har 3 fotoner, foton A, B och C. Vi vill teleportera foton A, med hjälp av två till fotoner, foton B och C. Foton B har vi vid ”startpositionen” med foton A, och foton C är dit vi vill komma. Foton B och C är sammanflätade, och har därför samma kvantmekaniska tillstånd.

Det vi vet är att vi inte får mäta foton As kvantmekaniska tillstånd, för det skulle innebära att det får ett nytt tillstånd. Det vi däremot får göra, är att mäta hur foton A är relaterad till foton B, och eftersom foton B och C är sammanflätade och har samma kvantmekaniska egenskaper, så får vi också reda på hur foton A är relaterad till foton C. Denna information är sedan skickad till där vi har foton C via t.ex. email eller andra klassiska kommunikationssätt. Detta är anledningen till att vi inte kan teleportera något snabbare än ljusets hastighet, även fast själva ”skuttet” sker omedelbart. När man vid foton C har fått denna information, kan man med hjälp av den manipulera foton C, så den får samma kvantmekaniska egenskaper som foton A. Detta betyder också att man har avbrutit foton A och Bs kvantmekaniska tillstånd, och därmed har man teleporterat sin foton A.

Detta kan verka lite tråkigt, eftersom man inte bokstavligen har flyttat foton A någonstans, vilket man kan tro att teleportation innebär. Det man har gjort är egentligen bara att ge en annan foton samma egenskaper som den första hade. Det är detta som skapar en fråga när man frågar sig hur det skulle fungera om man någonsin kommer kunna teleportera människor. Är det samma person som kommer fram när man teleporterar han/hon, eller är det en ny människa? Det är ju trots allt en helt ny uppsättning av atomer. Jag själv ser inte detta som något problem eftersom vi människor trots allt bara är ett flöde av atomer, ihopsatta på rätt sätt. Så om man kunde plocka isär de på ett ställe och sätta ihop de på ett annat, så tror jag att man har samma person där, om det någonsin skulle fungera i praktiken!