Obrovský úspech kvantovej fyziky. Teleportovali sme energiu

Aj keď teleportácia energie sa zdá byť záležitosťou science fiction, nový výskum zverejnený na predtlačovom serveri arXiv naznačuje, že skutočne je možné extrahovať energiu z „ničoho“. Na tému upozornil portál Futurism.

Experiment preukázal pravdivosť staršej teórie

Presnejšie, dva experimenty z oblasti  kvantovej mechaniky ukazali, že je možné „vytiahnuť“ energiu z energetického vákuá prostredníctvom teleportácie energie na mikroskopickú vzdialenosť. Nové experimenty vychádzajú z teoretickej práce fyzika Masahira Hottu z roku 2008, píše portál InterestingEngineering.

Hottuho práca však dlhšiu dobu zostával bez povšimnutia, pretože mnoho vedcov sa nazdávalo, že vytiahnuť energiu z kvantového vákua je nerealistické. Nové experimenty však ukazujú, že Hottu mal zrejme pravdu.

Treba si tiež uvedomiť, že Hottu navrhoval niečo viac, ako extrahovanie energie z vákua. Jeho práca totiž naznačovala, že je možné využiť zvláštny jav kvantovej mechaniky a teleportovať energiu z jednej oblasti do oblasti, ktorá je bez akéhokoľvek zdroja energie.

Ako píše portál DiscoverMagazine, v experimente, a teda teleportácii energie, sa žiadna energia nezískava ani nestráca, ale jednoducho sa prenáša z jednej časti systému do druhého, a to bez toho, aby putovala cez priestor medzi týmito systémami.

„Nemôžete získavať energiu priamo z vákua, pretože tam nie je nič, čo by vám ju dalo,“ uviedol William Unruh na margo bežného myslenia v skutočnom svete.

Tajomstvá kvantového sveta

Kvantový svet je však plný zvláštností. Hoci o vákuu zvyčajne uvažujeme ako o prázdnom priestore, kvantový fyzici vedia, že to tak celkom nie je pravda.

Princíp neurčitosti totiž zakazuje, aby sa akýkoľvek kvantový systém dostal do bodu s nulovou energiou. Výsledkom preto je, že aj vákuum musí mať nejakú energiu.

3D vizualizácia kvantových fluktuácií QCD vákua. Ahmed Neutron/ Wikimedia

V kvantom vákuu v podstate neustále dochádza k fluktuáciam v kvantových poliach, ktoré ho napĺňajú energiou, píše portál QuantaMagazine. Tieto neustále vznikajúce fluktuácie v podstate napĺňajú každé pole a každý kvantový systém určitým minimálnym množstvom energie, ktoré je známe ako energia nulového bodu. Fyzici tvrdia, že systém s touto minimálnou energiou je v tzv. základnom stave.

Autori to prirovnali k autu zaparkovanému na ulici, hoci je auto stále vysoko nad hladinou mora, nižšie už ísť nedokáže. Vedci však našli spôsob, ako toto auto zaparkovať do podzemnej garáže.

Kľúčom, ktorý im otvoril bránu do tejto garáže je teleportácia a kvantové zapletenie, vďaka čomu dokážu pomocou fluktuácii v kvantových poliach „vytiahnuť“ energiu z okolia do vákuu a potom túto energiu použiť.

Inak povedané, Hottu veril, že kvantové pole môže v rámci kvantových polí určitým spôsobom kolísať – fluktuovať. To teoretický znamená, že energia sa môže premiestniť – teleportovať – medzi dvomi oblasťami. Išlo však len o teórie, ktorým vedci nedávali príliš veľkú váhu.

Teleportácia energie

V dnešnej dobe sa však kvantová teleportácia stáva akýmsi štandardom v laboratóriách určených na kvantové pokusy, pričom sa stala aj základom kvantového internetu. Podľa autorov, „ak teleportácia umožňuje prenášať informácie, mala by byť schopná prenášať aj energiu“.

IBM

Presne to sa teraz podarilo potvrdiť tímu vedcov na čele s Kazuki Ikedavom, ktorý vo svojej práci ohlásil „prvú realizáciu a pozorovanie teleportácie kvantovej energie na skutočnom kvantovom hardvéri.“ Demonštrácia si vyžadovala súbor kvantových častíc (qubitov), ktoré spolu zdieľali kvantový stav – boli kvantovo zapletené.

Na presun energie vedci využili kvantový počítač od IBM, ktorý je založený na supravodivých qubitoch, a ku ktorému môžu pristupovať na diaľku cez internet. Ikeda napísal program, ktorý uviedol Hottuov nápad do praxe a spustil ho na kvantovom počítači.

Vo vnútri kvantového počítača potom Ikeda dokázal na mikroskopickú vzdialenosť teleportovať energiu.

V jednoduchosti, Hottua v pôvodnej štúdii v podstate poukázal na to, že meranie časti kvantového systému nevyhnutne do tohto systému dodá energiu. V kvantovom svete potom táto energia môže byť extrahovaná z inej časti toho istého systému a to bez toho, aby energia putovala cez priestor medzi nimi – energia sa teleportovala.

Aj keď ide o obrovský vedecký úspech na poli kvantovej fyziky, Hottu uviedol, že nie je tak celkom spokojný s dosiahnutými výsledkami, pretože išlo o jednoducho kvantové simulácie, v ktorých boli základné stavy systémov predprogramované, čo znamená, že sa líšili sa od prirodzených kvantových polí aké sa vyskytujú vo vesmíre.

Čítajte viac z kategórie: Novinky