VOORWAARTS
QUANTUMVERSTRENGELING MAAKT TELEPORTATIE MOGELIJK
‘Beam me up, Scotty‘ De tijd dat wetenschappers lacherig deden over teleportatie is voorbij. Het fenomeen quantumverstrengeling maakt het mogelijk om informatie die in te brengen. Deze quantumteleportatie biedt ongekende mogelijkheden voor een supersnel en veilig quantuminternet. tekst Fanta Voogd
A
l in de eerste aflevering van sciencefictionserie Star Trek (The Cage, 1965) laten de bemanningsleden zich vanuit ruimteschip Enterprise met de transporter naar de planeet Talos IV teleporteren. De transporter zet materie om in energie, die naar een andere locatie wordt gestraald. Daar wordt de energie weer omgezet in materie. Reuzehandig. Gene Roddenberry, het brein achter de televisieserie, bedacht het apparaat omdat het niet meevalt telkens weer een landing op een andere planeet in scène te zetten. De transporter maakte het mogelijk om met zevenmijlslaarzen elke week weer een nieuwe aflevering te maken. In het Star Trek-universum staat de uitvinding van de transporter ingepland voor het begin van de 22ste eeuw.
Bijbel De populariteit van Star Trek en de achteloze vanzelfsprekendheid waarmee men zich liet teleporteren (dat wel blijkt
Technologische voorspellingen uit het verleden zijn soms griezelig accuraat; een andere keer slaan ze de plank op vermakelijke wijze mis. De rubriek Voorwaarts verdiept zich in de geschie denis van de toekomst.
62 | de ingenieur 2 | februari 2020
uit de gevleugelde uitspraak van kapitein Kirk: ‘Beam me up, Scotty’), hebben ervoor gezorgd dat de transporter zich stevig heeft genesteld in het collectieve geheugen. Maar het was niet de eerste keer dat de mens droomde van instantverplaatsingen. In de Joodse Talmud, de Arabische vertellingen van Duizenden-een-nacht, maar ook bijvoorbeeld in de Bijbel is sprake van vervoer waarbij het traject van A naar B simpelweg wordt overgeslagen. In het Britse sciencefiction-verhaal The Man Without a Body (1877) beschrijft Edward Page Mitchell hoe een wetenschapper de atomen van een kat demonteert, verzendt over een telegraaflijn en vervolgens weer samenvoegt. Halverwege de poging zichzelf te teleporteren, begeeft de batterij van de telegraaf het, waardoor alleen zijn hoofd op de plaats van bestemming aankomt. Na dit vroegste (fatale) voorbeeld van teleportatie in sciencefiction groeide het transportmiddel uit tot een genrecliché. De achterliggende gedachte was eenvoudig: we kunnen geluiden en beelden over de aarde verzenden, waarom dan geen voorwerpen, katten of mensen. De Britse sciencefiction-schrijver Arthur Clarke (1917-2008) wijdt in zijn futurologische werk Profiles of the
beeld Paramount
deeltjes besloten ligt ongestoord en misschien zelfs sneller dan het licht over
Future (1962) een heel hoofdstuk aan ‘het denkbeeld van ogenblikkelijke verplaatsing’. Hij verwerpt de negentiende-eeuwse optie van een ‘materie-zender’. ‘Maar’, stelt hij met zijn kenmerkende optimisme, ‘als wij ons voorstellen dat de ruimte gebogen of gekromd kan zijn (…) ontstaan er interessante mogelijkheden.’ Achter in zijn boek nam Clarke een tijdschema op. De ‘stof-overbrenger’ heeft hij ingeroosterd voor het jaar 2090. De Amerikaanse futuroloog en theoretisch natuurkundige Michio Kaku (1947) etaleert in zijn boeken hetzelfde onverwoestbare vooruitgangsgeloof als Clarke een halve eeuw eerder. Over teleportatie kon hij in zijn boek Physics of the Impossible (2008) veel concreter zijn dan zijn voorganger, dankzij de belangrijke doorbraken op het vlak van de quantumfysica.
Virus Centraal staat het wonderlijke fenomeen quantumverstrengeling. Twee elektronen die in dezelfde staat zijn gebracht, zijn zo innig met elkaar verweven dat, zodra er iets met het ene elektron gebeurt, op exact datzelfde moment het omgekeerde met zijn verstrengelde broertje zal gebeuren. Ook als zij niet bij elkaar in de buurt
