בשבוע שעבר העיתונות המדעית בארץ ובעולם רעשה -- מדענים סינים הצליחו לשגר פוטון למרחק של 860 קילומטר, המרחק הגדול ביותר אליו שוגר פוטון שנמדד עד כה! [1] כבר כתבנו בעבר על פרטי ניסוי הלוויין [5]. אז מה המשמעות של הניסוי הזה? האם טלפורטרים שיאפשרו לנו לטייל ביקום יותר מהר ממהירות האור יהיו בקרוב בכל בית? האם גילינו פתאום, בניגוד לכל מה שלימדו אותנו על היקום, שאפשר להעביר אינפורמציה באופן מיידי? ובכן, לא.
הניסוי הסיני הוא הדגמה של תופעה בשם "שיגור קוונטי" (או "טלפורטציה קוונטית")[3] . בניגוד לשם המפוצץ, התופעה הזאת לא מאפשרת לנו לשגר חומר או מידע ממקום למקום באופן מיידי.
אז מה היא כן מאפשרת לנו? בפוסט על מחשוב קוונטי [2] סיפרנו לכם על הקיוביט - הגרסה הקוונטית של הביט שמהווה את יחידת המידע הבסיסית בעולם המחשוב הקוונטי. באותו פוסט גם הסברנו שבהינתן שני קיוביטים ניתן לייצר ביניהם משהו שנקרא "שזירה". המשמעות של שזירה היא שאם אני מודד את אחד הקיוביטים זה משנה את המצב של הקיוביט הנמדד, אך גם של הקיוביט השני.
נניח ואליס ובוב יצרו זוג שזור כזה והתחלקו בו יום לפני שאליס יצאה למסע לצדה השני של הגלקסיה. אליס ובוב חברים טובים ולכן הם שומרים על קשר בערוץ מידע קלאסי, כלומר, כזה שאפשר להעביר בו ביטים אבל לא קיוביטים. במהלך הטיסה מגלה אליס שהיא אמנם זכרה לארוז את הקיוביט שבוב נתן לה, אבל היא שכחה בבית את קיוביט המזל שלה, והיא חייבת שבוב יעביר אותו אליה איכשהו. מסתבר שבוב יכול לעשות את זה. בוב יכול לקחת את הקיוביט השזור שלו ואת קיוביט המזל של אליס, לשזור אותם אחד לשני בצורה חכמה, ואז לבצע מדידות מסויימות. בגלל השזירות, הקיוביט אצל אליס גם השתנה בצורה מסויימת. למעשה הוא נמצא במצב שאליס יכולה להפוך בקלות למצב שבו היה קיוביט המזל שלה! אבל בשביל לדעת איך לעשות את זה היא צריכה לדעת מה היו התוצאות של המדידות שבוב ביצע. מי שרוצה לדעת את הפרטים המדוייקים של מה שהיה על אליס ובוב לעשות מוזמן לצפות ב[4]. זה בדיוק התהליך שבוצע בניסוי הסיני.
חשוב לשים לב לכמה פרטים כאן. הראשון הוא ששום דבר פיזי לא שוגר, מה ששוגר זה המצב של הקיוביט. כלומר, העתקנו את התכונות של קיוביט אחד לתוך קיוביט אחר. השני הוא שלא עבר כאן מידע יותר מהר ממהירות האור, למעשה, קצב התשדורת בין אליס לבוב מוגבל על ידי הקצב שבו הם מעבירים ביטים מאחד לשני. נכון, המדידות של בוב גורמות לקיוביט של אליס להשתנות, אבל אין לה שום דרך לדעת מה טיב השינוי הזה כל עוד בוב לא סיפר לה מה תוצאות המדידות שלו. השלישי הוא שזה לא בא בלי מחיר - במהלך התהליך קיוביט המזל המקורי של אליס קרס, וכמוהו גם הזוג השזור. הוא כבר לא שזור יותר. כל שיגור של קיוביט עולה לנו בזוג שזור.
זה נשמע הרבה פחות מרשים. אנחנו לא משגרים דברים אלא רק מעבירים אינפורמציה, במהירות שבה תמיד העברנו אינפורמציה, וזה עוד דורש מאתנו להכין זוגות סדורים מראש. מה הרווחנו בזה?
אז קודם כל, עצם העובדה שאפשר לקחת את הבעיה של העברת קיוביטים ממקום למקום ולהפוך אותה לבעיה של העברת ביטים ממקום למקום היא מעניינת בפני עצמה. מעבר לכך, יש לה כמה שימושים אפשריים. כאשר הדוגמה היפה ביותר היא ההשלכות האפשריות על עולם ההצפנה ואבטחת המידע. על זאת ועוד בפוסט הבא.