Фактическая канва: «Коммерсант» сообщил, что всего за 10 млрд АСИ собирается за 20 лет разработать телепортацию. Российский квантовый центр, в свою очередь, снисходительно хмыкнул: мол, журналисты все неправильно поняли. Ситуацию даже попытались разъяснить с помощью комикса. Казалось бы, все ясно, но если кому-то хочется еще больше ясности, то вот она.

Почему-то про квантовую телепортацию объясняют всегда на примере каких-то фотонов со спинами. Широкой публике не нужны никакие фотоны, у нее нет потребности передавать их. Публике хочется телепортироваться самой, чтобы сэкономить на билетах, или телепортировать к себе кого-то из знакомых на чашку чая. Скажем, у нас в редакции возникла острая потребность задать пару вопросов доктору Алексею Цвелику*, физику и знатоку всяких квантовых штук. Но Алексей находится в США, а мы в Москве. Как бы мы могли телепортировать Алексея?

Ключевое заблуждение состоит в том, что это становится возможным только благодаря квантовой механике. Ничего подобного. Если бы мир строился на основании ньютоновской физики, телепортировать Алексея было бы проще пареной редиски. Надо было бы просто точно измерить все параметры частиц, из которых состоит Алексей, и передать их по мейлу в редакцию. А уж тут мы бы взяли мешок запасных частиц, придали бы им те самые параметры (скорости, координаты, заряды и т.п.) — и дело в шляпе, вот перед нами доктор Цвелик со всеми его знаниями, чувствами и жизненным опытом.

Квантовая физика тут как раз все путает. Оказывается, принципиально невозможно измерить все параметры частиц, из которых состоит Алексей, и при этом не испортить его. То есть при измерении состояний частиц в США доктор Цвелик будет безнадежно загублен и превращен в кучу шлака, а мы в редакции, при попытке его воссоздать, получим ровно такую же кучу шлака (на самом деле, даже не совсем такую), с которой не о чем будет поговорить. Это обидно, и виной тому — квантовая механика.

Именно этот казус и призвана обойти квантовая телепортация. Фокус состоит в том, чтобы не измерять состояния никаких частиц и тем самым не портить их (собственно, частицы, из которых состоит объект, тесно взаимосвязаны, поэтому я больше не буду говорить об отдельных частицах, а буду просто говорить «состояние»). Чтобы этого не делать, нам понадобится два мешка запасных частей — один в США, другой в Москве — которые будут«запутаны» между собой. Что значит «запутаны», уже объяснили сотни авторов комиксов про Боба и Алису, но суть в том, что наш мешок невидимым образом связан с американским и меняется всегда синхронно с ним.

И вот мы берем сложное квантовое состояние по имени Алексей Цвелик и приводим его в некое взаимодействие с американским мешком. Все, конец. Сложное состояние разрушено, осталась куча шлака. Однако мы были внимательны и записали на бумажку результаты всех взаимодействий. Теперь постараемся без ошибок вбить все это в компьютер** и передать в редакцию «Сноба» в Москве. А уж тут у нас закипит работа: дюжина стажеров начнут видоизменять состояния компонентов нашего мешка так, чтобы они соответствовали записям.

Хитрость в том, что ни американцы, ни мы не знаем — и не узнаем — каковы именно были все эти состояния. Мы знаем только то, как они изменились в Америке при взаимодействии с Алексеем Цвеликом, и ровно по этим же правилам воздействуем на наш мешок, Ч про который мы тоже ничего не знаем наверняка, кроме того, что он в точности идентичен американскому.

И вот только в результате этой работы на редакционном диване соберется сложное квантовое состояние — заметьте, по-прежнему неизмеренное и неопределенное в мелких деталях, и именно потому живое и настоящее — называемое Алексеем и сведущее в вопросах квантовой физики.

И тогда мы сможем, наконец, задать ему вопрос: «Уважаемый Алексей! Мы правильно все рассказали, или надо было расставить акценты по-другому?»

***

Но это все, конечно, дурацкое скоморошество, а на самом деле квантовая телепортация применяется совсем не для этого, а для шифровки сообщений. Как именно? А вот ровно так же: та информация, которую в предыдущем примере у нас была передана по почте, не несет никакого смысла, если у нас нету того самого мешка, запутанного с американским: лишь при взаимодействии они порождают множество важных знаний из области квантовой механики, которыми владеет телепортируемый физик. Для менее сложной информации мешок не нужен — достаточно группы запутанных фотонов, которые можно передать по оптическому волокну. И эти фотоны будут абсолютно необходимы, чтобы расшифровать белиберду, передаваемую параллельно по обычному каналу связи. При попытке перехватить сообщение вся информация будет разрушена. Вот такое применение телепортации — не фантастика, а совершенно реальная практика, которая уже существует.

__________________________

* Мы приносим искренние извинения профессору Алексею Цвелику, что без его ведома привлекли его для иллюстрации квантовых феноменов, да еще и превратили в процессе в кучу квантового шлака. С равным успехом мы могли бы взять для иллюстрации доктора Александра Львовского, создателя первой в России линии квантовой связи. Он находится в г. Калгари (Канада), и мы также не возражали бы заполучить его на редакционный диван, чтобы задать ему пару вопросов.


** В человеческом организме порядка 10 в тридцатой степени элементарных частиц. При существующем рекорде скорости передачи данных 10 в 14-й степени бит в секунду информация о квантовом состоянии организма будет передана уж точно не быстрее, чем за 10 в 16-й степени секунд, это примерно миллиард лет, до 2035 года никак не успеем. Подробнее об оценках количества информации в организме человека см. здесь.