В то время, как фантасты продолжают мечтать о телепортации - мгновенном переносе объектов, в том числе и живых существ, в произвольную точку пространства, физики ставят все новые и новые эксперименты по реальной телепортации микрообъектов. Но только речь тут идет о телепортации квантовой. А она связана с поистине удивительными свойствами объектов квантового мира и прежде всего с самым таинственным из них, которое Эрвин Шредингер назвал "запутыванием" (entanglement).

Оно заключается в том, что состояния, например, пары микрочастиц могут быть связаны таким образом, что изменение состояния одной из них приводит к соответствующему мгновенному изменению состояния другой, независимо от того, на каком расстоянии они находятся. Это, казалось бы, явным образом нарушает основной постулат теории относительности, гласящий, что никакое взаимодействие не может осуществляться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. По этой причине Эйнштейн и назвал запутывание "призрачным действием на расстоянии". Однако эйнштейновская теория локальна, а вот квантовая механика существенно нелокальна.

Именно благодаря явлению запутывания оказывается возможным транспонировать состояние одной частицы на другую удаленную на любое расстояние частицу. И дело выглядит так, как будто первая частица мгновенно перемещается в пространстве. Так что телепортация в квантовой механике - это на самом деле не телепортация объектов, а телепортация квантовых состояний.

Принципиально важное значение имеет то обстоятельство, что именно квантовая телепортация является ключом к построению сверхмощных масштабируемых квантовых компьютеров. Но до сих пор экспериментально удавалось телепортировать квантовые состояния световых пучков.

Решительный прорыв был совершен совсем недавно сразу двумя группами исследователей, которым удалось осуществить "телепортацию" атомов. Одна группа физиков под руководством Дэвида Вайнлэнда (David Wineland) из Национального института стандартов и технологий (NIST) США работала с ионами бериллия, а вторая под руководством Райнера Блатта (Rainer Blatt) из Университета Инсбрука (Австрия) - с ионами кальция. Сообщения об этом появились одновременно в одном и том же недавнем номере журнала Nature (Vol. 429, P. 734-737, 737-739).

В эксперименте первой группы вначале создавалась суперпозиция состояний со спинами вверх и вниз единичного иона бериллия, а затем с помощью лазерного излучения эти состояния были телепортированы на второй ион с помощью третьего вспомогательного иона. Тут существенную роль играла способность иона двигаться в пределах магнитной ловушки. Группа Блатта осуществила подобный эксперимент с ионами кальция, но вместо того, чтобы двигать ионы в ловушке, они как бы "прятали" их в ином внутреннем состоянии. В обоих экспериментах надежность телепортации составила 75% (в подходах, которые не используют запутывание, она не может превысить 66,6%). Кстати, схема эксперимента была предложена еще в 1993 году Чарльзом Беннеттом из IBM.

И хотя дальность телепортации составила всего доли миллиметра, этого как раз достаточно для целей создания масштабируемого квантового компьютера. Дэвид Вайнлэнд даже считает теперь, что это дело уже ближайшего десятилетия.

Сергей САНЬКО