Công nghệ Teleport - Sự thật hay chuyện viễn tưởng?

Kể từ khi bánh xe được phát minh ra hơn 5000 năm trước, con người đã không ngừng phát minh ra những cách giúp di chuyển nhanh hơn. Xe ngựa, xe đạp, ô tô, máy bay, tên lửa được tạo ra để giảm lượng thời gian tiêu tốn, giúp ta đến đích nhanh hơn. Tuy nhiên, những sáng chế trên đều có chung một điểm: Chúng đòi hỏi ta phải vượt qua một khoảng cách vật lý, và có thể tiêu tốn từ vài phút cho đến vài giờ, tùy thuộc vào nơi xuất phát và điểm dừng.

 

Nhưng nếu như có cách nào đó giúp bạn đi từ nhà ra siêu thị mà chẳng cần phải nổ máy ô tô, hay từ sân sau nhà bạn tới thẳng một vệ tinh nào đó mà không cần phải lên tàu vũ trụ? Các nhà khoa học đang dồn tâm huyết nghiên cứu ra một cách thức di chuyển mới, phối hợp giữa tính chất của liên lạc viễn thông và vận chuyển, để tạo ra một hệ thống mới, được gọi là dịch chuyển tức thời. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn đọc tìm hiểu về những gì mà khoa học đã đạt được trong nỗ lực di chuyển tức thời những hạt photon, và cách mà chúng ta sẽ sử dụng phương tiện này trong tương lai.

 

 

 

Dịch chuyển tức thời bao gồm việc làm biến mất hoàn toàn một vật tại một điểm nào đó, và gửi từng phân tử một của vật đó đến một điểm khác, nơi các phân tử này sẽ được tổ chức lại. Điều này có nghĩa là, không gian và thời gian sẽ hoàn toàn bị xóa bỏ khỏi khái niệm "Di chuyển", ta có thể đến bất kỳ đâu chỉ trong một cái nháy mắt, mà chẳng cần phải vượt qua bất kỳ một khoảng cách vật lý nào.

 

Ý tưởng dịch chuyển tức thời, cũng như nhiều công nghệ trong tương lai khác, đã xuất hiện nhiều lần trên phim ảnh. Trong loạt phim Star Trek, người xem đã được chứng kiến Thuyền trưởng Kirk, Spock, tiến sỹ McCoy và nhiều nhân vật khác hô biến từ hành tinh này đến hành tinh khác, họ có thể đến bất kỳ đâu trong vũ trụ nhờ phương thức di chuyển này.

 

 

 

Để tiến hành thực hiện nghiên cứu này, các nhà khoa học phải vượt qua một trở ngại lớn nhất: Nguyên lý bất định Heisenberg. Có thể hình dung nguyên lý này như sau: Nếu như bạn cầm trên tay một quả bóng và ném nó đi theo một hướng nào đó, với những yếu tố như lực ném, phương hướng, vị trí..., cơ học Newton sẽ giúp bạn tính toán chính xác điểm đến của hòn đá. Đó là do trong thế giới vĩ mô, mối quan hệ nhân quả -- chìa khóa của cơ học Newton, sẽ giúp bạn giải thích rõ ràng mọi hiện tượng. Nhưng trong thế giới vi mô, thế giới của các hạt hạ nguyên tử, điều này hoàn toàn không tồn tại. Các hạt hoàn toàn bất định. Bạn không thể nào cùng lúc biết được vị trí và vận tốc của một phần tử.

 

 

Nhưng nếu không thể biết được vị trí của một phần tử, làm sao bạn có thể dịch chuyển nó? Các nhà khoa học đã vượt qua điều đó bằng cách dựa vào một hiện tượng đã được biết đến từ lâu: hiện tượng rối lượng tử. Nếu cùng một lúc ta tạo ra hai photon và đặt chúng ở hai vị trí khác nhau, chúng sẽ có một mối liên hệ tương tác rất kỳ lạ: trạng thái của photon này sẽ phụ thuộc vào trạng thái của photon kia, và ngược lại. Tức là, nếu biết được trạng thái của photon này, ta sẽ dễ dàng có được trạng thái của photon kia, và ngược lại. Chưa nhà khoa học nào có thể giải thích được hiện tượng này, họ đành chấp nhận nó như một biểu hiện của thế giới lượng tử mà nguyên lý bất định Heisenberg đã chỉ rõ, và sử dụng nó vào thực tiễn, cụ thể là phương pháp teleport mà ta đang nói đến.

 

Trong thực nghiệm về teleport, có ít nhất 3 photon cần đến:

 

 

 

 

Bằng cách liên hệ hai photon B và C theo hiện tượng rối lượng tử, các nhà nghiên cứu có thể "bơm" được thông tin từ photon A qua photon B, sau đó tới photon C. Khi đó, họ đã tạo ra một bản sao chính xác của photon A tại photon C. Tuy nghiên, photon A đã không còn tồn tại, sau khi những thông tin này được gửi tới photon C.

 

 

Năm 1993, ý tưởng này đã không chỉ còn tồn tại trong những tác phẩm khoa học viễn tưởng, nó đã được các nhà khoa học bắt đầu tiến hành nghiên cứu. Đó là khi nhà khoa học Charles Bennett và nhóm nghiên cứu ở IBM xác nhận rằng việc di chuyển tức thời các hạt lượng tử là hoàn toàn có thể, nhưng chỉ xảy ra khi vật thể được thí nghiệm bị phá hủy. Khám phá này, lần đầu tiên được công bố bởi Bennett tại hội thảo khoa học thường niên ở Hoa Kỳ vào tháng 3 năm 1993, kèm theo đó là báo cáo về những khám phá của ông và các cộng sự về việc dịch chuyển tức thời những hạt lượng tử. Họ đã chứng tỏ rằng, dịch chuyển tức thời không còn là điều chỉ tồn tại trong những tiểu thuyết khoa học viễn tưởng.

 

Năm 1998, những nhà nghiên cứu thuộc học viện công nghệ California, cùng với 2 nhóm nghiêm cứu châu Âu đã biến ý tưởng của IBM thành hiện thực bằng cách dịch chuyển thành công một photon, một loại hạt ánh sáng mang năng lượng. Nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc đọc được cấu trúc của hạt photon, và gửi những thông tin này qua những sợi cáp đồng trục với khoảng cách 3.28 feet (khoảng 1 mét) và tạo nên một bản sao của photon đó. Như đã được dự báo trước, photon nguyên bản đã không còn tồn tại khi mà bản sao của nó được tạo ra.

 

 

Năm 2002, nhóm nghiên cứu ở Đại học Quốc Gia Australia đã thành công trong việc dịch chuyển tức thời một chùm sóng laser. Đúng vào lúc một chùm laser chứa những dữ liệu thông tin nhất định bị hủy tại một vị trí trong phòng thí nghiệm, thì nhóm của nghiên cứu đã tạo ra một chùm laser khác giống hệt như thế tại một vị trí khác cách vị trí ban đầu 1 mét.

 

Thành công gần đây nhất trong thực nghiệm di chuyển tức thời thuộc về học viện Niels Bohr ở Copenhagen, Đan Mạch, vào ngày 4 tháng 10 năm 2006. Tiến sĩ Eugene Polzik và nhóm của ông đã dịch chuyển thành công thông tin chứa trong một chùm tia laser vào một đám mây nguyên tử. Theo lời Polzik, "Đây là một bước tiến vượt bậc, vì đây là lần đầu tiên ta có thể thực hiện sự dịch chuyển tức thời giữa ánh sáng và vật chất, hai khái niệm hoàn toàn khác nhau. Một thứ chứa đựng thông tin, và một thứ được coi như nơi tiếp nhận trung gian". Những thông tin này được vận chuyển đi với khoảng cách khoảng 1.6 feet (khoảng nửa mét).

 

 

Phải còn rất rất nhiều năm nữa có lẽ chúng ta mới được chứng kiến một cỗ máy dịch chuyển tức thời như trong Star Trek. Những quy luật vật lý thậm chí còn làm cho điều đó trở thành không tưởng, khi tạo ra một cỗ máy có thể gửi một người ngay-lập-tức tới một địa điểm nào đó. Nó đòi hỏi anh ta phải di chuyển với vận tốc ánh sáng.

 

Để một người có thể dịch chuyển tức thời, một cỗ máy phải được dựng nên để có thể xác định và phân tích vào khoảng 10^28 nguyên tử tạo nên người đó. Nó còn nhiều hơn cả 1 tỷ tỷ nguyên tử. Cỗ máy này, sau đó còn phải gửi những thông tin này tới một địa điểm khác, nơi mà cơ thể của người đó phải được tạo dựng lại với những tính toán chuẩn xác. Chỉ cần một phân tử nào đó chệch đi vài mili mét, người được di chuyển có thể lãnh đủ những dị tật không mong muốn.

 

Nếu như một cỗ máy như trên thực sự tồn tại, nó sẽ không thực sự giống như một cỗ máy vận chuyển. Nó giống với một cỗ máy fax hơn, nghĩa là, một bản sao của một người sẽ được tạo ra ở điểm đến, với những tính toán chính xác hơn nhiều lần so với một máy fax. Nhưng điều gì sẽ xảy ra với bản gốc? Một giả thuyết được đề ra nhằm giải quyết vấn đề này, nó được gọi là thuyết biodigital cloning  (tạm dịch: mã hóa gen nhân bản)

 

Trong thuyết này, người được dịch chuyển tức thời sẽ phải chết. Trí não và thể xác nguyên bản của họ sẽ không còn tồn tại. Thay vào đó những cấu trúc nguyên tử của họ sẽ được tạo dựng lại ở một địa điểm khác, và công nghệ số hóa sẽ giúp tái tạo những ký ức, cảm xúc, những hi vọng và mơ ước của họ trong một thân thể mới, tất nhiên, đã được tái tạo lại y hệt với cơ thể gốc.

 

 

Giống như tất cả những công nghệ khác, các nhà khoa học luôn không ngừng nghiên cứu để một ngày nào đó, teleport không còn là chuyện viễn tưởng. Một ngày nào đó, khi chồng (hoặc vợ) bạn vừa kết thúc một ngày làm việc vất vả ở một hành tinh nào đó cách xa trái đất hàng tỷ năm ánh sáng nói với bạn rằng, đã đến lúc về nhà ăn tối, và thậm chí anh ta (hay cô ta) đã ở nhà ngay khi những lời này vừa rời khỏi miệng.