Телепортацию можно назвать вековой мечтой человечества. Представьте, что вы из одного места практически мгновенно попадаете в другое… Но телепортация людей пока только в проекте, а вот предметы… Команда немецких инженеров во главе со Штефани Мюллер из Института Хассо Платнера разработала технологию передачи через Сеть неодушевленных объектов.

Чтобы телепортировать объект, его нужно сначала уничтожить

Аппарат сканирует предмет, который в него помещают, и пересылает данные о нем в то место, куда требуется. Там объект воссоздают при помощи трехмерной печати. Прибор получил название Scotty в честь старшего механика корабля Starship Enterprise из фантастического сериала "Звездный путь", где действует аналогичный телепортатор.

Правда, у технологии телепортации имеется весьма существенный недостаток — для того, чтобы "телепортировать" предмет, машина должна сначала его уничтожить. Допустим, фигурку из пластмассы она нарезает слоями, чтобы, просканировав каждый из них, получить макет в деталях. Полученная модель оцифровывается на компьютере, а затем файл передается по Сети на другое устройство, которое, в свою очередь, печатает предмет на 3D-принтере.

Все, что требуется от пользователя — это положить телепортируемый объект в сканер-отправитель, набрать конечный адрес и нажать опцию "переместить". Таким образом, например, удобно делать друг другу подарки, если вас разделяет слишком большое расстояние.

Пока, впрочем, разработка по телепортации еще не слишком совершенна и скорее представляет собой пробный образец. Так, "телепортируемый" объект непременно должен быть черного цвета, чтобы создать контрастный фон, необходимый для работы сканера.

К тому же, некоторые мелкие детали при сканировании "опускаются", и в итоге копия не является идентичной оригиналу. Правда, авторы обещают доработать устройство, чтобы оно воссоздавало модели точнее и в большем разрешении.

Технология телепортации далека от совершенства

Есть и еще одно обстоятельство. Как показали исследования, проведенные психологами, любая копия, даже если она полностью идентична оригинальной вещи, имеет для человека меньшую ценность, чем оригинал.

Поэтому не факт, что подобная технология телепортации будет широко востребована. Не говоря уж о том, что для воссоздания копий необходимо будет соответствующее сырье…

Хотя в принципе у трехмерной печати неплохие перспективы. В прошлом году команда молодых ученых из Томска запатентовала 3D-ручку, которая способна изготавливать объекты прямо в воздухе. От других аналогичных устройств 3D-pen отличает то, что в ней используется не привычный для трехмерных принтеров пластик, а холодные чернила.

Но они только называются чернилами, а на самом деле представляют собой полимерную пасту, которая под воздействием встроенной в ручку ультрафиолетовой лампы становится твердой буквально за пару секунд…

3D-ручка позволяет изготавливать, например, недорогую бижутерию в виде висячих украшений; декоративные предметы вроде магнитов на холодильник; чехлы для телефонов, планшетов, письменных принадлежностей и так далее… Кстати, 3D-ручка может работать на любых поверхностях, к которым можно применить трехмерный рисунок.

Недавно в США удалось создать на 3D-принтере протезы для собаки, родившейся с недоразвитыми передними лапами. А специалисты из Колумбийского университета таким способом реконструировали коленный мениск для человеческого организма. Из биоразлагаемого материала на принтере был сформирован каркас имплантата, который впоследствии вживили пациенту.

Не исключено, что технологии трехмерной печати помогут решить и проблему снабжения колоний на других планетах, если те когда-нибудь возникнут. Специалисты из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) считают, что все необходимое можно будет изготовить прямо на месте.

Кадр из фильма "Муха" 1958 года
Фото: sky.com

Темы дня

Самые популярные и наиболее научные теории о перемещении в пространстве.

Сегодня в СМИ появилась информация, что в России существует правительственная программа, которая изучает вопросы возможности телепортации . Ученые ставят себе очень смелую задачу: научиться телепортации к 2035 году.

Теории о телепортации

Идея о телепортации, как можно догадаться, пришла из сферы научной фантастики. Впервые термин употребил писатель из США Чарльз Форт в 1931 году, описывая в своих публикациях случаи необычных исчезновений и появлений. Наиболее популярным в России оказался его труд "Книга проклятых" ("1001 забытое чудо"), в котором он как раз описывал необъяснимые с точки зрения науки явления.

Однако впервые в теорию идея оформилась еще до появления термина. В 1899 году ученый Амброз Бирс (тоже из США) высказал гипотезу, что наш мир состоит их отверстий и пустот и сравнил его со свитером: "Его можно надеть, хотя, если присмотреться, свитер состоит из дыр. Предположим, на рукав попал муравей. Он может случайно провалиться между петлями и попасть в совершенно иной для него мир, где темно и душно, а вместо привычных еловых иголок - теплая, мягкая кожа". Бирс считал, что через дыры в пространстве можно путешествовать, если найти проводник.

По другой теории, в пространстве существуют черные дыры, которые могут всасывать в себя материю с помощью гравитации, и если искусственно создать такую дыру, она сможет послужить пространственно-временным порталом, воспользовавшись которым, можно преодолеть любое расстояние за миг. Путешествие же совершается по некоему ходу, в котором пространство и время отсутствуют. Теорию о существовании в трехмерных мирах (как наш) "мостов", представляющих собой четвертое измерение, первым высказал Альберт Эйнштейн.

Еще одна теория - о параллельных мирах - принадлежит физику Ральфу Харрисону. Ученый допускал, что эти параллельные миры пронизывают наш и что есть точки наибольшего соприкосновения миров - большие завихрения воздуха или воды. Харрисон также считал, что такие точки-завихрения могут появляться спонтанно, например, из-за погоды. Одной из точек пересечения нашего мира с параллельными назывались знаменитые Бермудские острова, вблизи которых проходит течение Гольфистрим. При стечении определенных условий завихрения могут превращаться в порталы и переносить объекты в пространстве. Но Харрисон всегда подчеркивал: такие путешествия опасны, поскольку стихийны и непредсказуемы.



Квантовая телепортация

Современной науке доступен лишь один вид телепортации - квантовая, в рамках которой на расстояние можно передать даже не саму элементарную частицу, а лишь ее состояние. Если взять пару сцепленных (запутанных) частиц и разнести их на любое расстояние, изменение состояния одной из частиц мгновенно вызовет такое же изменение другой частицы. Это уже стало правилом. Использовать запутанные частицы (частицы с общим прошлым, которые образовались при распаде некой одной частицы и состояния которых независимо от местоположения находятся во взаимосвязи) для переноса состояний одного объекта на другой придумал Чарльз Беннет в 1990-е годы.

Квантовая телепортация состояния фотона впервые была зарегистрирована в 1997 году.

Теорию о квантовой телепортации пытались развить: если точно знать квантовое состояние всех атомов человеческого тела и иметь столько же атомов в конечной точке телепортации, можно передать это состояние от одних атомов другим. При этом первое тело (в пункте А) существовать перестанет, а в пункте Б появится точно такое же. Теоретически это возможно, но на практике, когда заходит речь о живом существе, встает вопрос: сохранит ли новое тело жизнь и разум. Нейробиология утверждает, что в пункте Б будет воссозданное мертвое тело.

Пока невозможно "отсканировать" все атомы человеческого тела так быстро (взрослый состоит примерно из 7 000 000 000 000 000 000 000 000 000 атомов), чтобы ни один из них не успел изменить свое положение, что является залогом сохранения жизни телепортируемого существа. Проблемой является и передача полученных данных об атомах: самая совершенная линия связи может развить скорость до 100 терабит в секунду. С такими возможностями на передачу данных о каждом атоме, закодированном одним байтом, понадобится порядка 12 млн лет.

Дырочная телепортация

Еще один вид телепортации, который рассматривают в науке, - дырочная. Теория, разработанная Константином Лешаном, подразумевает непосредственное перемещение объекта, без уничтожения и воссоздания копий. Путешествия в пространстве, по ней, могут осуществляться через "нуль-переходы" - эти самые дырки, своеобразные двери телепорта. Нуль-переходы можно искусственно создать или найти естественные (естественные следует искать в соответствии с теорией о параллельных мирах и завихрениях).

Такой вариант телепортации, несомненно, был бы более безопасен для человека, так как его атомарное строение не меняется. Минус - место материализации объекта предсказать невозможно, что по-своему тоже небезопасно. Еще больший минус - для дальнейшего развития теории дырочной телепортации необходимо, чтобы естественные дыры себя обнаружили с большей или меньшей определенностью.

На практике

Самым известным экспериментом по телепортации, который уже стал легендой, является опыт Эйнштейна в 1943 году на морской верфи в Филадельфии. В надежде получить от ученых прибор, делающий корабли невидимыми, США выделило для эксперимента эсминец "Элдридж" с командой на борту.

С помощью магнитных генераторов большой частоты исследователям удалось создать вокруг судна магнитное поле огромной напряженности. Как свидетельствовали очевидцы, эсминец перестал быть видимым, его также не могли зарегистрировать радары. Одновременно с исчезновением "Элдриж" увидели в порту Ньюарк, что в 100 километрах от Филадельфии. Когда поле было выключено, эсминец вновь появился на морской верфи.

Поскольку ВМС США официально открестилось от этого опыта, эксперимент, которого могло и не быть, начал обрастать слухами: кто-то из моряков из-за перемещения в пространстве сошел с ума, кто-то умер, застряв в теле самого корабля. Эйнштейн же уничтожил работы о филадельфийском эксперименте, которые посчитал опасными для человечества.

Зарегистрировали случаи квантовой телепортации (не такие грандиозные, как в Филадельфии) и в наше время: под руководством австрийского ученого Антона Цайлингера в 2012 году была проведена телепортация фотона на расстояние 143 километров. Результат остается до сих пор рекордным, но в путешествиях в пространстве человека никак не помог.

В декабре 2014 года успешно завершился еще одни эксперимент в области квантовой телепортации - ученые из Великобритании переместили фотон на 25 километров по оптоволоконному кабелю. Фотон в точке А и фотон в точке Б являются одним целым.

Любая телепортация пока что возможна только в рамках микромира - на уровне атомов. Перемещение в пространстве человека требует множества точных измерений и массу энергии.



Как художники видят результат филадельфийского эксперимента

Телепортация глазами режиссеров

Наиболее известен фильм "Муха" Курта Ньюммана, снятый в 1958 году. В основе сюжета - эксперимент ученого по телепортации. К его несчастью, в кабину-телепорт залетает муха, из-за чего с ученым происходят ужасающие мутации. По фильму сняли два продолжения, а также полноценный ремейк в 1986 году с Джеффом Голдблюмом в главной роли. В 1989 году было сняло продолжение "Мухи"-ремейка о невеселой судьбе сына ученого-Голдблюма, которому ген мутации передался по наследству.

Если фильмы "Муха" принадлежат к жанру ужаса, то вышедший в 2008 году фильм Дага Лаймана "Телепорт" - приключенческий. Главного героя (Хейден Кристенсен), открывшего в себе унаследованную способность телепортироваться в юном возрасте, вдруг начинают преследовать члены тайной организации, веками истребляющие людей-телепортов.

Не мог обойти стороной мировой кинематограф и историю с филадельфийским экспериментом - в 2012 году Пол Циллер снял одноименный фильм, а до этого, в 1984 году, ленту с аналогичным сюжетом снял Стюарт Раффил.

На телепортации построен сериал "Звездные врата". Но для телепортации землянам ничего создавать не приходится: в недрах планеты ученые обнаруживают уже готовые врата в форме кольца, которые оказываются порталом не только для путешествий в пространстве, но и в других мирах.



Когда телепортация идет не по плану

По теме

Все новости рубрики

Телепортация получила подтверждение, и это вызвало множество рассуждений. Каких видов она бывает, какова ее механика? Узнайте подробнее об этом!

Существует ли телепортация?

Телепортация¹ - общие название процессов, при которых объект перемещается из одного места в другое, за очень короткий промежуток времени (практически мгновенно), не существуя в промежуточных точках между ними, при помощи технологических методов или паранормальных явлений.

Телепортация изучается наукой и описывается научной фантастикой; возможность преодоления огромного расстояния за мгновение всегда привлекала людей в силу и удобства, и одновременной загадочности феномена.

В этой статье описаны несколько теоретических точек зрения на то, что являет из себя телепортация.

На самом деле возможность телепортации уже подтверждена научно: в лабораторных условиях была подтверждена квантовая телепортация.

В 2004 году удалось телепортировать одиночные кванты². Казалось бы, это мало что меняет в материальной жизни, но дает большой задел на будущее: вся материя состоит из квантов и других субатомных частиц; если найти способ, то можно также перемещать более объемные и сложные вещи.

Эта идея завладела умами многих ученых, которые начали создавать теоретические обоснования, как можно перемещаться мгновенно материальным вещам и живым существам (в том числе и человеку).

Изыскания ученых привели к тому, что телепортация бывает разных видов; была предложена определенная классификация.

По признаку быстродействия:

• мгновенная телепортация;
• немгновенная телепортация.

По способу физической реализации:

• квантовая телепортация;
• дырочная телепортация.

По одновременности перемещения частей:

• последовательная телепортация;
• объемная телепортация.

Что такое последовательная телепортация?

Это способ телепортации основан на перемещении по некому каналу связи с одновременным «разрушением» объекта на стороне передатчика и воссоздании его на стороне приёмника.

Эта идея создала среди научного сообщества несколько принципиальных вопросов:

1. Необходимость точнейшей детализации предмета для его сохранной транспортировки вплоть до атомарной структуры.

Даже самых поверхностных познаний в области физики достаточно, чтобы оценить сложность реализации этой инженерной задачи. Передача таких больших объёмов информации может сопровождаться ошибками. С точки зрения закона термодинамики этот способ практически не реализуем.

Хотя на этой основе действуют 3d-принтеры для «печати» твёрдых предметов по шаблонам, хранящимся в памяти компьютера.

2. То же касается перемещения одушевленных предметов, в частности, людей. В данном случае проблемы усугубляются.

Человечество до конца не поняло, что такое жизнь, разум и сознание, не решило вопрос о том, что такое душа; как в таком случае телепортировать человека? Что «соберется» в итоге? Этот же человек или другой при внешней идентичности? Или просто мертвое тело?

Соответственно при этом способе возникают вопросы этического, философского и теологического характера: «разрушение» тела в пункте отправки может быть расценено как убийство, а воссоздание его в другом - как воскрешение.

Особенности объёмной телепортации

Ситуация с объёмной телепортацией по сравнению с предыдущим пунктом несколько проще. Идея ее сводится к «проколу» пространства-времени с передачей материи через этот прокол. Некоторые исследователи считают, что для такой телепортации нужны черные дыры.

1. Этот вид телепортации выглядит достаточно наукообразно и не противоречит общей теории относительности: та допускает существование и искусственное создание таких «проколов» (кротовых нор, червоточин).

2. Но существует серьёзное препятствие, и оно заключается в том, что телепортация происходит мгновенно, то есть быстрее скорости света, что входит в конфликт с теорией относительности.

Совмещение пространства: наиболее понятный способ

Совмещение пространства - интуитивно понятный вид телепортации. Его можно представить просто как врата, ведущие в другое место. При всей своей легкости понимания, этот тип также вступает в противоречие с теорией относительности.

Они сводятся к тому, что в этом случае человек или физический предмет попадает в совершенно другие условия, в том числе атмосферные: разница в давлении, магнитное притяжение планеты и т.д.

Организм не сможет перенастроиться, что приведет к сбоям во внутренней работе.

Возможно создание своеобразных барокамер при перемещении может решить эту дилемму.

Также нужно сказать, что ученые рассматривают телепортацию как технологический процесс, упуская из внимания психологический аспект.

Человек обладает нереализованным потенциалом: его мозг работает всего на 3-5 процентов. Сейчас цивилизация проходит качественно новый этап развития, в котором вновь пробуждаются сверхспособности людей, скрытые в .

Телепортация может быть осуществлена с использованием силы сознания и психической энергии человека. Конечно для этого нужно тренироваться, но это реально!

На нашем сайте вы можете найти необходимые техники и материалы, которые помогут вам освоить телепортацию!

Примечания и тематические статьи для более глубокого понимания материала

¹ Телепортация - изменение координат объекта (перемещение), при котором траектория объекта не может быть описана математически непрерывной функцией времени (Википедия).

² Квант - неделимая порция какой-либо величины в физике; общее название определенных порций энергии (квант энергии ), момента количества движения (углового момента), его проекции и других величин, которыми характеризуют физические свойства микро- (квантовых) систем (

Телепортация

Телепорта́ция - перемещение из одного места в другое мгновенно, не существуя в промежуточных точках между ними. В фантастических произведениях - мгновенное перемещение материального объекта из одной точки пространства в другую. Термин введён в 1931 г. американским писателем Чарльзом Фортом для описания странных исчезновений и появлений, паранормальных феноменов, которые по его мнению имели что-то общее. Он соединил греческий префикс tele- (означающий дальность) с латинским глаголом portare, (означающий переносить). Форт первоначально использовал это слово в своей книге Lo!, 1931 года.

Иногда этот процесс описывается как одно из скрытых умений разума. Используемые слова-заменители: джантация (джантирование) , трансгрессия, нуль-транспортировка, нуль-прыжок, гиперскачок, гиперпрыжок.

Телепортация, как реально наблюдаемое явление, в настоящее время научно не подтверждена.

Теоретически предложено несколько методов телепортации (теория червоточин , дырочная телепортация). Экспериментально, в лабораторных условиях, подтверждена только квантовая телепортация , которая не передает энергию или материю на расстояние и не имеет ничего общего с «фантастической» телепортацией материальных объектов .

Классификация

По признаку быстродействия:

• Мгновенная
• Немгновенная

По способу физической реализации:

• Квантовая

По одновременности перемещения частей объекта:

• Объёмная
• Совмещение пространства

Объёмная телепортация

Фантастами, а также приверженцами т. н. «паранауки» было придумано много способов её реализации, большинство из которых сводятся к одной из простых идей: осуществление «прокола» пространственно-временного континуума с передачей материи через разновидность «кротовой норы », либо достаточно быстрый перенос тела через пространство с бо́льшей размерностью (гиперпространство), в частности, с промежуточной свёрткой материи в «волновые пакеты». Во многих случаях для её осуществления требуются чёрные дыры .

• Эта разновидность телепортации выглядит достаточно наукообразно и, в целом, не противоречит общей теории относительности . Действительно, с одной стороны, общая теория относительности не запрещает существования и даже искусственного создания таких аномалий, как кротовые норы, червоточины, но с другой стороны, она накладывает на них существенные ограничения - червоточины нестабильны, для их стабилизации требуются поля с отрицательной плотностью энергии, современной науке пока не известные.
• Есть, однако, одно серьёзное препятствие, большинством авторов благополучно игнорируемое: телепортация, как правило, происходит быстрее света или мгновенно, то есть, предполагает сверхсветовое перемещение по пространственно-подобной траектории или разрыв мировой линии перемещаемого объекта (в некоторых произведениях авторы делают телепортацию универсальным транспортом, позволяющим свободно перемещаться даже во времени), что входит в конфликт с теорией относительности, поскольку это может привести к нарушению причинно-следственных связей . Кроме того, теория относительности делает неопределённым само понятие одновременности, в каждой системе отсчёта время идёт по своему. Как в таком случае соотносятся времена исчезновения телепортируемого объекта в одном месте и появления его в другом? В научно-фантастических произведениях этот вопрос, как правило, обходится стороной, молчаливо предполагается существование некой выделенной системы координат, для которой понятие одновременности имеет вполне конкретный, согласующийся с представлениями Ньютоновской механики, смысл.
• Ещё одной проблемой объёмной телепортации считается гипотетическая возможность случайного или преднамеренного совмещения перемещаемой материи с материей в пункте назначения. Возможных исходов в таком случае может быть два: либо произойдёт взрыв (это, впрочем, маловероятно, поскольку материя фактически состоит из пустоты - расстояния между ядрами атомов, электронами и между самими атомами на порядки больше самих частиц), либо атомы просто смешаются. В любом случае результат считается необратимым (см. фильм «Муха »).
• Существует концепция объёмной телепортации, обходящая последнюю проблему, согласно ей при объёмной телепортации происходит обмен эквивалентными по объёму и конфигурации областями пространства. При такой телепортации любой твёрдый объект, перемещающийся в рамках большего своих размеров объёма, останется неповрежденным - однако телепортировавшись куда-либо, где находится твёрдое тело, превышающее размерами перемещаемый объём, он «выест» из него кусок, который переместится туда, где располагался первый объект. В фантастическом рассказе Евгения и Любови Лукиных Монумент герой рассказа, внезапно получивший способность к телепортации, использовал это свойство объёмной телепортации, чтобы создавать свои статуи из различных горных пород, телепортируясь внутрь залежей породы и создавая тем самым свою точную копию из данной породы на месте, где он находился до телепортации.

Совмещение пространства

Совмещение пространства - наиболее изящный, интуитивно понятный, вид телепортации. Внешне - просто двери, врата или иное арочное сооружение, «просто» ведущее в другое место. Этот тип порталов также вступает в противоречие с теорией относительности.

• Совмещаемые пространства находятся в разных системах отсчёта. Первое, самое очевидное, это необходимо обеспечить мгновенное и непрерывное преобразование 4-векторов энергии-импульса всех пересекающих поверхность портала частиц , ведь при одной и той же скорости тела относительно поверхности портала, по разные его стороны телу будут соответствовать разные импульсы в любой произвольной системе отсчёта. Этот аспект авторами обычно оставляется за кадром, считается, что это неотъемлемое свойство портала.
• Атмосферные условия по разные стороны портала, как правило, тоже разные. Заботу о предотвращении перетоков воздуха из-за разницы давлений авторы также обычно оставляют на совести оборудования портала или свойств области совмещённого пространства.
• Проблема одновременности для порталов этого типа стоит ещё острее, чем для объёмной телепортации. Когда пространства, относящиеся к двум разным системам отсчёта, совмещаются друг с другом на длительный период, в режиме «реального времени», то по каким часам при этом идёт время по обе стороны портала? Как влияют на работу портала и на видимое через его поверхность изображение релятивистские эффекты, такие, как Лоренцево сокращение длин и замедление времени при субсветовой скорости одной из сторон? Гравитационный потенциал? Величина равномерного ускорения? - Специальная теория относительности относит подобные вопросы к разряду бессмысленных, поскольку сама основывается на постулате о предельности скорости света в вакууме и, соответственно, невозможности мгновенного распространения информации. Гипотетическое введение таких сигналов (неизбежное, в предположении о возможности телепортации), существенно видоизменяет специальную теорию относительности(?), низводя её предсказания до простых метрологических парадоксов и заново вводя понятие одновременности.

Телепортация в фантастических произведениях

Телепортация - не только весьма эффектный изобразительный приём, но и достаточно яркий архетип , желанное для многих людей изобретение , в наиболее полной форме выражающее давнюю мечту человека о покорении пространства. Однако с возможными реализациями этого изобретения связано множество самых разных проблем: этических, психологических, научных и т. д.

Настоящим достоянием массовой культуры телепортация стала благодаря сериалу Звёздный путь . Авторы вынуждены ввести её в сюжет, так как у студии не было денег на дорогостоящие спецэффекты взлёта и посадки кораблей. Дешевле было перемещать людей по лучу.

В эпизоде Tuvix фильма Star Trek Voyager был описан случай успешного совмещения на молекулярном уровне двух персонажей - Ниликса и Тувока. Получившийся гибрид выбрал себе имя Тувикс. Фраза доктора: «Он удивительно здоров, учитывая сложившиеся обстоятельства» нарушает принятую аксиому о невозможности такого эффекта телепортации. Несмотря на всё это тут же встает вопрос о принципе такого совмещения, так как Ниликс и Тувок были представителями разных видов и они очевидно имели разный набор органов, не говоря уже о принципе функционирования общего мозга. Известно, что хранение памяти человеческий (и не только) мозг осуществляет путем связи нейронов в строго определённом порядке необходимым количеством нервных окончаний. Любой желающий легко предоставит ещё десяток подобных аргументов в пользу невозможности данного процесса. Собственно сериал Star Trek Voyager располагает приличным набором серий, выводящих его из жанра строгой научной фантастики.

Через некоторое время вышла игра Unreal , демонстрирующая порталы, которые действительно совмещали пространство - две плоскости, расположенные в разных местах локации, объединялись в одну. В некоторых играх, например, Quake III: Arena , совмещение пространства лишь имитируется, на деле представляя собой объёмную телепортацию в момент касания виртуального экрана.

Иногда телепортация является главной темой в самом сюжете компьютерной игры, как это было в Doom , Half-Life и Горький-17 . В этих играх учёные производили эксперименты по телепортации, и случайно обнаружили другое измерение, из которого в наш мир стали телепортироваться орды врагов (Doom, Half-Life) или происходили мутации , менявшие облик телепортирующихся организмов до неузнаваемости (Горький-17). В игре Prey совмещение пространств является ключевой особенностью геймплея и основным инструментом, наравне с оружием.

В ролевых играх, основанных на магических игровых системах (AD&D, GURPS и проч.), например, текстовых MUD , как правило, присутствуют различные заклинания телепортации. Например, gate (врата) - перемещает игрока в заданную точку. Обычно в качестве цели указывается другой игрок или какой-либо объект. При этом чаще всего для указания цели телепортации используются объекты, характерные для определённой местности, либо расположение которых хорошо известно. Распространенным способом навредить кому-либо является перемещение этих объектов-маяков со своих мест, например, в локацию, где присутствуют агрессивные высокоуровневые монстры. Жертва этого - игрок, по привычке переместившийся по знакомому маяку, оказывается в непривычном месте и с высокой вероятностью гибнет.

Объёмная телепортация, как магический или технологический процесс, присутствует в большинстве игр самых разных жанров. Например, в ролевой игре: Morrowind с помощью заклинания или зелья можно телепортироваться к заранее выбранной точке. В Fable: The Lost Chapters можно телепортироваться из любого места в один из стационарных порталов, которые обычно установлены в городах. Возможность телепортации есть и в стратегиях: Героях меча и магии , Red Alert , WarCraft и многих других играх.

В космических симуляторах телепортация существует с самых истоков жанра - в игре Elite 1984 года уже была возможность совершать на космическом корабле прыжок между звездными системами, а при покупке особого устройства - между галактиками. Нередко в играх этого жанра для телепортации требуется прохождение корабля через особые врата в космическом пространстве. Например, в космических симуляторах серии X компании EgoSoft используются кольцевые врата телепортации, оставленные древней расой, которые позволяют космическим кораблям мгновенно перемещаться из одной звездной системы в другую. Стоит упомянуть, что Земляне тоже могли строить врата, но по сюжету, после войны с терраформерами отказались от этой технологии, так как боялись их возвращения.

В серии игр Космические Рейнджеры перемещение между системами осуществляется при помощи гипер-прыжков. Прыжок возможен только от края одной системы, до края другой, так как массивные объекты (звёзды) создают по границам систем гравитационные аномалии, что сильно «размягчает» пространство и позволяет совершить «прокол». В первой части игры гиперпространство представлено в в виде отдельных сгустков материи, «скользя» по поверхностям которых корабль перемещается в пункт назначения. В сгустках также могут прятаться пираты и различные объекты материального мира. Во второй части игрок сгустки уже не посещает, так как новые двигатели позволяют их миновать.

Также существует игра Narbacular Drop , геймплей которой целиком строится на решении головоломок с помощью порталов. Игра была создана студентами технического колледжа и абсолютно бесплатна. Позже игра была продемонстрирована Valve . В VALVe игра произвела впечатление, и компания решила взять проект под своё крыло, адаптировав технологию для своего движка Source. Результат работы можно увидеть в игре Portal (продающейся в комплекте The Orange Box). Любопытно, что в этой игре нарушается закон сохранения энергии, например, расположив один из порталов выше себя, игрок может переместиться в него, тем самым увеличив свою потенциальную энергию «задаром». При падении игрока вниз потенциальная энергия перейдет в кинетическую, при этом данный цикл можно повторять неограниченно (максимальная скорость игрока в игре, тем не менее, будет ограничена программно). Некоторые игровые задачи можно выполнить, только набрав необходимую скорость, расположив порталы друг над другом, чтобы пролететь через них несколько раз.

Также можно телепортироваться в игре Infernal: Дьявольщина. Там есть возможность телепортироваться в три точки пространства сразу, но только на некоторое время и только в зоне прямой видимости. В этой игре телепортация считается умением зла и происходит за счёт сил тьмы.

В многопользовательской РПГ World of Warcraft телепортация имеется у магов как «скачок», переносящий игрока на несколько метров вперёд, а у чернокнижников есть противоположное заклинание, переносящее в заранее оставленный демонический круг. Также у магов имеется возможность создавать «порталы» в столицы (и не только) своей фракции для себя и членов группы/рейда.

В игре Homeworld 2 реализована идея гиперпространства. Перемещаясь в него, космический корабль преодолевает большие расстояния не мгновенно, но со значительно меньшими затратами времени, нежели традиционным методом.

В стратегии Starcraft 2 в игре за протоссов у юнитов «сталкеров» существует способность «скачок», которая позволяет переместиться в любою видимую точку на определенном расстоянии.

Иногда телепортация присутствует в игре в качестве сюжетного события, но в процессе игры игрок ей пользоваться не может. Такой подход использован в играх Earth 2160, Периметр.

Устройства, осуществляющие мгновенную телепортацию, принято называть порталами . Порталы в фантастических произведениях и компьютерных играх встречаются двух видов: объёмные, осуществляющие мгновенную передачу материи, находящейся в некотором замкнутом пространстве, и плоские, осуществляющие совмещение двух пространств в виде общей для них, чаще всего, плоской поверхности, через которую проходит перемещаемый предмет.

Квантовая телепортация - это передача квантового состояния на расстояние. Отдельно ее объяснить трудно, это можно сделать только вкупе со всей квантовой физикой. В своей лекции, состоявшейся в рамках «Лектория 2035» на ВДНХ, профессор физического факультета Университета Калгари (Канада), член Канадского института высших исследований Александр Львовский постарался простым языком рассказать о принципах квантовой телепортации и квантовой криптографии. «Лента.ру» публикует выдержки из его выступления.

Ключ к замку

Криптография - это искусство общения защищенным образом по незащищенному каналу. То есть у вас есть некая линия, которую могут прослушивать, и вам нужно передать по ней секретное сообщение, которое никто посторонний не сможет прочесть.

Представим, что, скажем, если у Алисы и Боба есть так называемый секретный ключ, а именно - тайная последовательность нулей и единиц, которой нет ни у кого другого, они могут зашифровать сообщение с помощью этого ключа, применив операцию исключающего ИЛИ, чтобы ноль совпадал с нулем, а единица - с единицей. Такое зашифрованное послание уже можно передать по открытому каналу. Если его кто-то перехватит, это не страшно, ведь его никто не сможет прочесть, кроме Боба, у которого есть копия секретного ключа.

В любой криптографии, в любой коммуникации самым дорогим ресурсом является случайная последовательность нулей и единиц, которой владеют только два общающихся. Но в большей части случаев используется криптография с открытым ключом. Допустим, вы покупаете что-то с помощью кредитной карты в интернет-магазине по безопасному протоколу HTTPS. По нему ваш компьютер переговаривается с каким-то сервером, с которым до этого никогда не общался, и у него не было возможности обменяться с этим сервером секретным ключом.

Тайна этого диалога обеспечивается решением сложной математической задачи, в частности - разложения на простые множители. Перемножить два простых числа легко, а если уже дано их произведение, то найти два сомножителя трудно. Если число достаточно большое, оно потребует от обычного компьютера многолетних вычислений.

Однако если этот компьютер не обычный, а квантовый, он такую задачу решит легко. Когда он будет наконец изобретен, приведенный выше широко используемый метод окажется бесполезным, что, как ожидается, будет иметь катастрофические последствия для общества.

Если помните, в первой книге про Гарри Поттера главному герою нужно было пройти через защиту, чтобы добраться до Философского камня. Тут нечто похожее: тому, кто установил защиту, будет легко пройти ее. Гарри пришлось очень трудно, но в итоге он ее все же преодолел.

Этот пример очень хорошо иллюстрирует криптографию с открытым ключом. Тот, кто его не знает, в принципе имеет возможность расшифровать сообщения, однако ему будет очень трудно, и на это потенциально потребуется много лет. Абсолютной безопасности криптография с открытым ключом не дает.

Квантовая криптография

Все это объясняет необходимость квантовой криптографии. Она дает нам лучшее из обоих миров. Есть метод одноразового блокнота, надежный, но, с другой стороны, требующий «дорогого» секретного ключа. Чтобы Алиса могла общаться с Бобом, она должна послать ему курьера с чемоданом, полным дисков с такими ключами. Он их будет постепенно расходовать, так как каждый из них можно использовать только один раз. С другой стороны, у нас есть метод открытого ключа, который «дешев», но не дает абсолютной надежности.

Изображение: Science Museum / Globallookpress.com

Квантовая криптография, с одной стороны, «дешевая», она позволяет безопасную передачу ключа по каналу, в который могут залезть, а с другой стороны - гарантирует секретность благодаря фундаментальным законам физики. Смысл ее заключается в том, чтобы кодировать информацию в квантовом состоянии отдельных фотонов.

В соответствии с постулатами квантовой физики, квантовое состояние в момент, когда его пытаются измерить, разрушается и изменяется. Таким образом, если на линии между Алисой и Бобом есть какой-то шпион, пытающийся подслушать или подсмотреть, он неизбежно изменит состояние фотонов, общающиеся заметят, что линию прослушивают, прекратят коммуникацию и примут меры.

В отличие от многих других квантовых технологий, квантовая криптография является коммерческой, это не научная фантастика. Уже сейчас есть компании, производящие серверы, подключаемые к обычной оптоволоконной линии, с помощью которых можно осуществлять безопасное общение.

Как работает поляризационный светоделитель

Свет - это поперечная электромагнитная волна, колеблющаяся не вдоль, а поперек. Это свойство называется поляризацией, и оно присутствует даже в отдельных фотонах. С помощью них можно кодировать информацию. Например, горизонтальный фотон - это ноль, а вертикальный - единица (то же верно для фотонов с поляризацией плюс 45 градусов и минус 45 градусов).

Алиса закодировала таким образом информацию, и Бобу нужно ее принять. Для этого используется специальный прибор - поляризационный светоделитель, куб, состоящий из двух призм, склеенных между собой. Он пропускает горизонтально поляризованный поток и отражает вертикально поляризованный, благодаря чему происходит декодирование информации. Если горизонтальный фотон - ноль, а вертикальный - единица, то тогда в случае логического ноля щелкнет один детектор, а в случае единицы - другой.

Но что будет, если мы пошлем диагональный фотон? Тогда начинает играть роль знаменитая квантовая случайность. Нельзя сказать, пройдет такой фотон или отразится - он с вероятностью 50 процентов сделает либо одно, либо другое. Предсказать его поведение невозможно в принципе. Более того, это свойство лежит в основе коммерческих генераторов случайных чисел.

Что же делать, если у нас стоит задача различить поляризации плюс 45 градусов и минус 45 градусов? Нужно повернуть светоделитель вокруг оси луча. Тогда закон квантовой случайности будет действовать для фотонов с горизонтальной и вертикальной поляризациями. Это свойство фундаментально. Мы не можем задать вопрос о том, какая поляризация у этого фотона.

Фото: Science Museum / Globallookpress.com

Принцип квантовой криптографии

В чем же заключается идея квантовой криптографии? Предположим, Алиса посылает Бобу фотон, который она кодирует либо горизонтально-вертикальным образом, либо диагональным. Боб тоже подбрасывает монетку, решая случайным образом, каким будет его базис: горизонтально-вертикальным или диагональным. Если их способы кодировки совпадут - Боб получит данные, которые послала Алиса, если же нет - то какую-то ерунду. Они проводят эту операцию много тысяч раз, а потом «созваниваются» по открытому каналу и сообщают друг другу, в каких базисах совершали передачу, - можно считать, что эта информация теперь доступна кому угодно. Далее Боб и Алиса смогут отсеять события, в которых базисы были разные, и оставить те, в которых они были одинаковые (их будет примерно половина).

Допустим, в линию вклинился какой-то шпион, желающий подслушать сообщения, но ему тоже необходимо измерять информацию в каком-то базисе. Представим, что у Алисы и Боба он совпал, а у шпиона - нет. В ситуации, когда данные были посланы в горизонтально-вертикальном базисе, а подслушивающий измерил передачу в диагональном, он получит случайное значение и перешлет дальше какой-то произвольный фотон Бобу, так как не знает, каким он должен быть. Таким образом, его вмешательство будет замечено.

Самая главная проблема квантовой криптографии - это потери. Даже самое лучшее и современное оптоволокно дает 50 процентов потерь на каждые 10-12 километров кабеля. Допустим, мы посылаем наш секретный ключ из Москвы в Петербург - на 750 километров, и только один из миллиарда миллиардов фотонов достигнет цели. Все это делает технологию совершенно непрактичной. Именно поэтому современная квантовая криптография работает только на расстоянии примерно 100 километров. Теоретически известно, как эту проблему решить, - с помощью квантовых повторителей, но для их реализации нужна квантовая телепортация.

Фото: Perry Mastrovito / Globallookpress.com

Квантовая запутанность

Научное определение квантовой запутанности - это делокализованное состояние суперпозиции. Звучит сложно, но можно привести простой пример. Предположим, у нас есть два фотона: горизонтальный и вертикальный, квантовые состояния которых взаимозависимы. Один из них мы посылаем Алисе, а другой - Бобу, которые делают измерения на поляризационном светоделителе.

Когда эти измерения совершаются в обычном горизонтально-вертикальном базисе, понятно, что результат будет скоррелирован. Если Алиса заметила горизонтальный фотон, то второй, естественно, будет вертикальным, и наоборот. Это можно представить проще: у нас есть синий и красный шарик, мы не глядя запечатываем каждый из них в конверт и посылаем двум получателям - если одному придет красный, второй обязательно получит синий.

Но в случае квантовой запутанности этим дело не ограничивается. Эта корреляция имеет место не только в горизонтально-вертикальном базисе, но и в любом другом. Например, если Алиса и Боб одновременно повернут свои светоделители на 45 градусов, у них опять будет полное совпадение.

Это очень странное квантовое явление. Допустим, Алиса повернула каким-то образом свой светоделитель и обнаружила какой-то фотон с поляризацией α, который прошел через него. Если Боб измерит свой фотон в том же самом базисе, он обнаружит поляризацию 90 градусов +α.

Итак, в начале мы имеем состояние запутанности: фотон Алисы полностью неопределен и фотон Боба полностью неопределен. Когда Алиса измерила свой фотон, обнаружила какое-то значение, то теперь известно точно, какой фотон у Боба, как бы далеко он ни находился. Этот эффект многократно подтвержден экспериментами, это не фантазия.

Квантовая телепортация

Допустим, у Алисы есть некий фотон с поляризацией α, которую она еще не знает, то есть находящийся в неизвестном состоянии. Между ней и Бобом нет прямого канала. Если бы канал был, то Алиса смогла бы зарегистрировать состояние фотона и донести эту информацию до Боба. Но квантовое состояние за одно измерение узнать невозможно, поэтому такой способ не годится. Однако между Алисой и Бобом есть заранее приготовленная запутанная пара фотонов. За счет этого можно заставить фотон Боба принять первоначальное состояние фотона Алисы, «созвонившись» потом по условной телефонной линии.

Вот классический (хотя и очень отдаленный аналог) всего этого. Алиса и Боб получают в конверте по шарику - синий или красный. Алиса хочет послать Бобу информацию о том, какой у нее. Для этого ей нужно, «созвонившись» с Бобом, сравнить шарики, сказав ему «у меня такой же» или «у нас разные». Если кто-то подслушивает эту линию, то это не поможет ему узнать их цвет.

Как это все работает? У нас есть запутанное состояние и фотон, который мы хотим телепортировать. Алиса должна произвести соответствующее измерение исходного телепортированного фотона и задать вопрос, в каком состоянии находится другой. Случайным образом она получает один из четырех возможных ответов. В результате эффекта дистанционного приготовления оказывается, что после этого измерения в зависимости от результата фотон Боба перешел в определенное состояние. До этого он был запутан с фотоном Алисы, пребывая в неопределенном состоянии.

Алиса сообщает Бобу по телефону, каким был результат ее измерений. Если ее результат, допустим, оказался ψ-, то Боб знает, что его фотон автоматически преобразовался в это состояние. Если же Алиса сообщила, что ее измерение дало результат ψ+, то фотон Боба принял поляризацию -α. В конце эксперимента по телепортации у Боба оказывается копия первоначального фотона Алисы, а ее фотон и информация о нем в процессе разрушаются.

Технология телепортации

Сейчас мы умеем телепортировать поляризацию фотонов и некоторые состояния атомов. Но когда пишут, мол, ученые научились телепортировать атомы - это обман, ведь у атомов очень много квантовых состояний, бесконечное множество. В лучшем случае мы придумали, как телепортировать пару из них.

Мой любимый вопрос - когда будет телепортация человека? Ответ - никогда. Допустим, у нас есть капитан Пикард из сериала «Звездный путь», которого нужно телепортировать на поверхность планеты с корабля. Для этого, как нам уже известно, нужно сделать еще пару таких же Пикардов, привести их в запутанное состояние, которое включает все его возможные состояния (трезвого, пьяного, спящего, курящего - абсолютно все) и провести измерения на обоих. Понятно, насколько это сложно и нереализуемо.

Квантовая телепортация - это интересное, но лабораторное явление. До телепортации живых существ дело не дойдет (по крайней мере, в ближайшем будущем). Однако его можно использовать на практике для создания квантовых повторителей, для передачи информации на далекие расстояния.