Vi kommuniserer med hverandre ved bruk av partikler. Samtaler og meldinger rir på bølger av lys, nettsteder og bilder lastes på elektroner. All kommunikasjon er iboende fysisk. Informasjon blir registrert og overført til virkelige objekter, selv om vi ikke ser dem. Fysikere kobler seg også til verden når de kommuniserer med den. De sender lysglimt i retning av partikler eller atomer og venter på at lyset kommer tilbake. Lys interagerer med partikler av materie, og å endre atferden til lys kaster lys (unnskyld ordspill) på egenskapene til partikler - selv om disse interaksjonene ofte endrer partikler også. Prosessen med denne kommunikasjonen kalles måling.
Partiklene bindes til og med sammen ved bruk av andre partikler. Kraften til elektromagnetisme mellom to elektroner overføres av materiepartikler og kvarker, som klynker seg inne i protonen når de bytter ut gluoner. Fysikk studerer i hovedsak interaksjoner.
Informasjon overføres alltid gjennom interaksjoner, mellom partikler eller med seg selv. Vi er selv sammensatt av partikler som kommuniserer med hverandre, og vi lærer om miljøet vårt ved å samhandle med det. Jo bedre vi forstår dette samspillet, jo bedre forstår vi verden og oss selv.
Fysikere vet allerede at interaksjoner er lokale. I likhet med bypolitikk er partnernes innflytelse begrenset til deres umiddelbare omgivelser. Interaksjoner er imidlertid ekstremt vanskelige å beskrive. Fysikere må behandle partikler med respekt og legge komplekse termer til deres ensomme eksistens for å simulere forhold til andre partikler. De resulterende ligningene kan ikke løses. Derfor trenger fysikere bare å estimere enkeltpartikler. Likevel har måling av samspillet mellom atom- og subatomære partikler skapt det mest nøyaktige fysikkfeltet av alle.
Kvantemekanikk er en komplett teori om partikler som beskriver deres målinger og interaksjoner. I løpet av de siste tiårene, da datamaskiner begynte å mestre quanta, har denne teorien utvidet seg til også å omfatte informasjon. Implikasjonene av kvantemekanikk for målinger og interaksjoner av partikler er ekstremt rare. Konsekvensene for informasjon er enda merkeligere.
En av de underligste konsekvensene motbeviser det materielle grunnlaget for kommunikasjon, så vel som sunn fornuft. Noen fysikere tror at vi kan være i stand til å kommunisere uten å overføre partikler. I 2013 utviklet den entusiastiske fysikeren Hatim Salih til og med en protokoll, sammen med fagpersoner, der informasjon hentes fra et sted som partikkelen aldri har reist til. Informasjon kan være eterisk. Kommunikasjon, viser det seg, er kanskje ikke så fysisk.
I april i fjor dukket en kort artikkel på Salih-protokollen opp i Proceedings of the National Academy. De fleste av de innsendte forfatterne av verket var medlemmer av University of Science and Technology of China i filialene i Shanghai og Hefei. Den siste forfatteren var Jiang-Wei Pan, en fremtredende fysiker som utviklet en konstellasjon av kommunikasjonssatellitter ved bruk av kvantemekanikk. Han brukte nylig nettverket sitt til å overføre sammenfiltrede partikler over 1200 kilometer.
Pan og kollegene gir ut om jobb en måned. Men dokumentet de publiserte i april, medforfatter av Yuan Cao og Yu-Huai Li, var eksepsjonelt. De beskrev et eksperiment der de sendte et svart-hvitt bilde av en kinesisk knute uten å overføre en eneste partikkel.
Salgsfremmende video:
Ekstraordinære påstander krever ekstraordinære bevis - selv om de er i tvil av personen hvis påstander var basert på arbeidet til gruppen av forskere, Lev Weidman. Weidman og andre har prøvd å tolke disse resultatene i ti år. Vi kan misforstå kvante teori.
Fysikere sliter med å tyde hva kvantemekanikk sier om virkeligheten og om den materielle verden. Men denne teorien begynner bare å snakke. Fysikere stiller nå spørsmålstegn ved usikkerheten som kommer fra kvanteteori, fordi selv veldig svake målinger avslører informasjon som en gang ble ansett som hemmelig. På spill står selve begrepene måling og interaksjon, samt grunnlaget for fremtidens informasjonsteknologi.
ILYA KHEL
