NRK Meny
Normal

Teleportering kan gi ultraraske datamaskiner

Forskere har klart å teleportere fullstendige data med 100 prosent pålitelighet. – Nå kan vi faktisk begynne å bruke teleporteringen til noe, sier norsk fysiker.

Teleportering

Hver gang forskerne prøvde, lyktes de: Informasjon ble teleportert fra ett sted til et annet. Nå kan resultatet få betydning for fremtidens datamaskiner.

Foto: Delft University of Technology

Mange har latt seg begeistre over den såkalte teleporteren i Star Trek. Dette er en innretning som teleporterer mennesker fra ett sted til et annet, det vil si at den får noe til å forsvinne fra ett sted og dukke opp på et annet, uten at det fysisk reiser distansen.

Star Trek teleport

I Star Trek kan mennesker teleporteres. – Kvanteteleportasjon er umulig for mennesker. Punktum, sier Bjørn Hallvard Samset.

Foto: Star Trek

Dessverre – vil nok noen si – har vi ikke kommet nærmere en slik virkelighet enda, men teleportering i seg selv eksisterer ikke bare i TV-serier og på film.

Forskere har tidligere klart å teleportere små mengder data med varierende resultater.

Nå har forskere ved Delft University of Technology i Nederland gjort et nytt gjennombrudd innen kvantedatateleporting.

Pålitelig og stabil teleportering

Vi lar først fysiker Bjørn Hallvard Samset forklare prinsippet i teleportering:

– Tenk om det hadde eksistert et "blankt menneske", noe lignende som en utstillingsdukke. Et menneske, men helt uten egenskaper som høyde, alder, kjønn, minner, og så videre. Det kvanteteleportasjon gjør, er å ta alle dine egenskaper, og flytte over til dukken. Plutselig er "du" der dukken var, og der du var før er det nå en blank dukke.

Ifølge forskernes rapport, som er publisert i tidsskriftet Science, har de nå lyktes med å teleportere informasjon fra en kvantebit til en annen kvantebit, der distansen mellom dem var på tre meter.

For første gang skal informasjonen som har blitt teleportert blitt gjenskapt på en korrekt og fullstendig måte hver eneste gang, uten tap av kvalitet.

– De hevder å klare det med veldig høy effektivitet og dermed faktisk kan vi faktisk begynne å bruke det til noe, forteller Samset.

– Tidligere har vi måttet gjøre mange, mange eksperimenter før ett endelig lyktes, mens de nye resultatene viser at det fungerer så godt som hver eneste gang. Det er veldig, veldig lovende for fremtidig bruk i kvantedatamaskiner.

La oss få det sagt først som sist: ikke bli for håpefull nå. Vi kan nok ikke teleportere oss selv til Månen enda.

– Kvante-teleportering ligner dessverre ikke mye på Star Trek sine transportere. Først og fremst gjelder det bare for bitte små partikler – elektroner, fotoner og den slags. Dessuten er det ikke selve partiklene som teleporteres, men tilstanden de er i.

Viktig for fremtidens kvantemaskiner

Forskerne har altså klart å teleportere informasjon fra en kvantebit til en annen kvantebit. Men hva er egentlig en kvantebit?

Kvantebiter, eller qubits, er ikke som tradisjonelle bits, slike vi finner i datamaskiner. Tradisjonelle bits kan kun representere en av to ulike verdier – enten 0 eller 1.

Det som gjør en qubit så spesiell er at den kan representere begge disse verdiene samtidig, eller enda flere verdier for den saks skyld. Den er ikke bare enten eller. Denne tilstanden kalles superposisjon.

Samset bruker tallet pi (3.14159265359 og så videre) som et eksempel. En vanlig PC vil bruke veldig mange bits på å jobbe med dette, mens en kvantedatamaskin kunne ha lagret det som ett tall.

Qubits vil være den sentrale ingrediensen i fremtidens kvantedatamaskiner. Selv om slike maskiner kun finnes i teorien på nåværende tidspunkt, er det ventet de vil kunne utvikles om noen år, eventuelt tiår. Disse vil være ekstremt raske, mye raskere enn dagens superdatamaskiner.

Bjørn Samset

Bjørn Hallvard Samset tror forskernes resultat vil få stor betydning for fremtidens kvantedatamaskiner.

Foto: Universitetet i Oslo

Det er nettopp her de nederlandske forskernes resultater kommer inn i bildet.

Teleportering er den raskeste formen for informasjonsdeling, og forskernes resultater kan være et stort steg i riktig retning når det gjelder fremtidens kvantemaskiner.

– Forskernes resultater kan få enorm betydning på dette området, sier Samset.

«En spøkelsesaktig fjernvirkning»

Resultatet kan nå vise seg å motbevise en av selveste Albert Einsteins teorier.

– Forskerne har laget to elektroner som er såkalt sammenfiltrede, som betyr at hvis du påvirker det ene så påvirker du samtidig det andre uansett hvor langt unna det er.

Sammenfiltring er et mye omdiskutert fenomen. Dette var et fenomen Albert Einstein ikke trodde var mulig. Han argumenterte mot det og kalte det «en spøkelsesaktig fjernvirkning».

– Sammenfiltring er uten tvil den merkeligste og mest spennende konsekvensene av lovene for kvantemekanikk, sier Ronald Hanson i en uttalelse. Hanson ledet studien.

– Ikke mulig å avlytte

Fysiker Samset forklarer at man ved kvanteteleportering beholder ett elektron der beskjeden sendes fra, mens man på forhånd sender mottakerelektronet dit beskjeden skal.

– Så kommer det lure. Vi kan kode inn en del av beskjeden vi vil sende i elektronet hos oss. Så kan vi gjøre en påvirkning på det. Dermed påvirkes også det andre elektronet – i praksis har vi nå sendt informasjonen dit.

For at beskjeden skal teleporteres er mottakerelektronet nødt til å ha oppskriften på hvordan selve beskjeden skal gjenskapes. Dersom den får denne informasjonen kan teleporteringen fullføres: Beskjeden blir gjenskapt, men det er umulig å overvåke denne "overføringen".

– Informasjonen blir teleportert til den andre siden og det er ikke mulig for noen å avlytte denne informasjonen, sier Hanson.

Hanson og kollegene plasserte elektronene i iskalde, kunstige diamanter for å gi dem et levedyktig miljø. Samset forklarer at elektronene på denne måten ble holdt fanget i et slags atomgitter, noe som gjør dem mye lettere å jobbe med.

– Det er nå en god sjanse for at de første praktiske kvantedatamaskinene vil ha kalde, kunstige diamanter i seg – eller en annen type gitterstruktur avledet av resultatene til forskerne.

Forskerne planlegger nå å gjenta eksperimentet senere i sommer, men da skal teleporteringen foregå over en distanse på 1.300 meter.