Hvornår får vi en teleporter?

De fleste har sikkert set og hørt Kaptajn Kirk fra Star Trek råbe ’Beam me up Scotty’ og straks blive teleporteret fra et sted til et andet.

Mange kender også historien om, hvor galt det kan gå, hvis du bruger en teleporter sammen med et andet dyr, som er scenariet i filmen Fluen, hvor en mand og en flue bliver 'mikset' sammen i en teleporter.

Teleporteren giver evnen til at slå genvej gennem rummet og hører til i ethvert fremtidssamfund med respekt for sig selv, i hvert fald på film.

Men kommer vi nogensinde til at se den i virkeligheden, spørger Adrian Aggerholm?

Vi kontakter Ulrik Lund Andersen, professor ved Institut for Fysik på Danmarks Tekniske Universitet, der forsker i kvanteinformationsteknologier og kvanteoptik for at kaste lys over spørgsmålet.

Teleporteren er allerede opfundet

Fysiskere har faktisk allerede et bud på virkelighedens teleporter, men konceptet er noget langhåret. Derfor begynder vi med en advarsel om, at det herfra kan blive en smule teknisk.

»Teleportering inden for fysikkens verden betyder at sende meget kompleks information, kvanteinformation, om objekter fra et sted til et andet,« lægger Ulrik Lund Andersen blødt ud med at fastslå.

Objekter kan for eksempel være lys eller atomer, som bærer på kvanteinformation. Man har eksperimentalt overført kvanteinformation om et atom i en såkaldt kvante-teleporter, fortæller Ulrik Lund Andersen.

Hvis man definerer teleporteren som en teknologi, der kan overføre et objekt fra A til B uden at flytte objektet fysisk, kan man altså påstå, at teleporteren allerede er opfundet. Hvis man dermed forestiller sig en teleporter a la Star Trek, der er i stand til at teleportere mennesker, er fiktionens teleporter dog lysår foran virkelighedens.

Teleportering af mennesker er ikke lige om hjørnet

For at teleportere et menneske skal du teleportere al information om hvert enkelt atom i kroppen. Da menneskekroppen består af cirka 100 billioner celler, der hver især er af opbygget af molekyler, som igen er dannet af atomer, er der et pænt stykke vej, til det er realistisk.

»Selv i min vildeste fantasi kan jeg ikke forestille mig, det kan lade sig gøre i praksis,« siger Ulrik Lund Andersen og brister dermed science fiction-nørders hedeste drøm efter lyssværd.

Kvante-teleporteren minder om faxmaskinen

Man kan lidt sammenligne kvante-teleporteren med en faxmaskine, der modtager et signal og spytter en kopi af et brev ud. Bare i stedet for et brev spytter kvante-teleporteren en kopi af et atom ud.

Med andre ord nedbryder kvante-teleporteren ikke et objekt til atomer for derefter at skyde atomerne tusindvis af kilometer gennem luften. Selv om det var muligt, ville der ikke være nogen grund til at gøre det. I stedet snupper den bare de rette atomer ud af luften og gensamler objektet ud fra dem. Ét atom er trods alt det samme som et andet.

Der er dog et minus ved kvante-teleporteren. Objektet hos afsenderen bliver nemlig ødelagt i processen. Slutresultatet er altså ikke to versioner af samme objekt, men en kopi hos modtageren og en ødelagt original hos afsenderen.

Der går ikke ged, men flue i den

Kvante-teleporteren fungerer i fysikkens verden ved, at modtageren og afsenderen deler en kompliceret kvantetilstand af lys eller atomer, som kaldes en sammenfiltret tilstand.

Afsenderen foretager en fælles måling af den sammenfiltrede tilstand og den tilstand, man ønsker at teleportere. Dette får den sammenfiltrede tilstand hos modtageren til at kollapse ned i en tilstand som ideelt set er identisk med den oprindelige tilstand.

De hidtidige forsøg med teleportertekonologi er dog langtfra altid succesfulde. Den store hurdle er ’støj’ i den sammenfiltrede tilstand samt problemer med måling af tilstanden.

Støjen opstår, fordi detektorerne til måling af den sammenfiltrede tilstand endnu ikke er præcise nok.

»Med upræcise detektorer vil den teleporterede tilstand (det vil sige informationen om atomet, red.) ikke være identisk med den oprindelige information.«

»Det er derfor ikke muligt at genskabe det samme atom efter teleporteringen, det er sådant set det, der sker i Fluen,« forklarer Ulrik Lund Andersen.

Til læserne, der ikke har set Fluen, må vi desværre spolere filmen og fortælle, at det, der konkret sker i filmen, er, at en flue sniger sig ind i hovedpersonens teleporter, mens han bruger den. Det resulterer i, at fluen og hovedpersonens kvanteinformation blandes sammen, og hovedpersonen forvandler sig til en mellemting mellem et menneske og en flue.

Hurtigere end lysets hastighed – næsten

Det mest kontroversielle ved kvante-teleporteren blandt fysikere er kollapset, hvor informationerne teleporteres. Processen foregår nemlig momentant. Det vil sige, at overførslen i princippet er hurtigere end lysets hastighed, hvilket strider imod enhver fysikers barnelærdom.

Det er imidlertid nødvendigt at efterkorrigere den teleporterede tilstand via klassisk informationsoverførsel, for eksempel via internettet, hvilket naturligvis foregår ved hastigheder langsommere end lysets.

»Så når alt kommer til alt, foregår overførelsen af kvanteinformation ikke hurtigere end lysets hastighed,« fortæller Ulrik Lund Andersen.

Kvante er fremtidens it

Kvante-teleporteren kommer som sagt ikke til at teleportere mennesker, men hvad skal den så egentligt bruges til, spørger vi Ulrik Lund Andersen.

»Den helt dominerende anvendelse af kvante-teleporteren er overførsel af kvanteinformation mellem to processorer, hvis udregninger beror på kvanteinformation, en såkaldt kvantecomputer,« svarer Ulrik Lund Andersen.

Kvantecomputeren er fremtidens supercomputer, der kan foretage millionvis af udregninger parallelt, mens nutidens computere kun foretager én udregning ad gangen.

For at forbinde kvantecomputere i et netværk, en slags kvante-internet, får man brug for teleportering mellem de forskellige knudepunkter i netværket.

Værd at overveje

Konklusionen på Adrian Aggerholms spørgsmål må være, at teleporteren bliver en anvendt teknologi inden for en overskuelig årrække. Teknologien bliver dog knap så udviklet, som den vi kender fra Star Trek.

Et andet perspektiv man bør overveje, inden man i en mulig fremtid lader sig teleportere, er, at processen slår dig ihjel. Du genopstår heldigvis, eller rettere en klon af dig genopstår, men det er nok værd lige at skænke en tanke.

Som tak for det svimlende spørgsmål teleporterer Videnskab.dk en t-shirt. Husk, at du også kan læse andre spørgsmål og svar i Spørg Videnskaben eller sende dit eget spørgsmål ind til redaktionen@videnskab.dk.

Du kan også købe Videnskab.dk's bog 'Hvad gør mest ondt...' med 77 af de bedste spørgsmål og svar fra arkiverne.