Dịch chuyển tức thời: chuyện khoa học viễn tưởng liệu có thành hiện thực?

Nếu là fan của Star Trek, hẳn bạn đã biết về những công nghệ siêu thực mà bộ phim này mang đến cho khán giả, từ phaser (một loại đạn có sức công phá khủng), warp drive (động cơ nhanh hơn ánh sáng), cho đến teleport (dịch chuyển tức thời).;

Dịch chuyển tức thời - theo hình dung của con người - là bước vào một máy quét khổng lồ, và chỉ vài giây sau, chúng ta sẽ xuất hiện ở một nơi khác, với tâm trí, cơ thể, và linh hồn vẫn là một thể thống nhất.

Về mặt lý thuyết, có hai cách để thực hiện dịch chuyển tức thời: giải cấu trúc vật lý tại điểm x, và hoàn nguyên tại điểm y; hoặc biên dịch một con người thành dữ liệu có thể truyền tải, sau đó biến đổi lại thành vật chất, như một số máy fax hữu cơ.

Liệu nó có bất khả thi không? Vào năm 1993, một nhóm 6 nhà khoa học quốc tế cho thấy về nguyên tắc, dịch chuyển tức thời hoàn hảo là khả thi, hay ít nhất là không đi ngược lại các định luật vật lý. Gần đây hơn, các nhà khoa học ở cả Mỹ và Trung Quốc đều đã cố gắng thực hiện dịch chuyển tức thời. Mới năm ngoái thôi, các nhà khoa học Trung Quốc đã thành công trong việc dịch chuyển tức thời các photon lên một vệ tinh cách mặt đất 482 km bằng cách tận dụng một hiện tượng gọi là "rối lượng tử". Giải thích về hiện tượng này một cách đơn giản là khi một cặp photon có khả năng cùng lúc chia sẻ cùng một trạng trái, ngay cả khi bị tách biệt bởi một khoảng cách lớn. Khi trạng thái của một hạt thay đổi, hạt kia cũng thay đổi theo mà người ta không phát hiện ra bất kỳ kết nối nào giữa chúng.

Các nhà nghiên cứu hiện chỉ mới bắt đầu tìm hiểu làm thế nào để sử dụng hiện tượng này để truyền thông tin giữa hai hạt bị rối. Họ đã phát hiện ra rằng một hạt thứ ba có thể được sử dụng để làm rối một trong hai hạt ban đầu và thay đổi trạng thái của hạt ở xa.

Phát hiện này sẽ dẫn đến những hệ quả to lớn đối với "Internet lượng tử" - nhanh hơn, mạnh mẽ hơn, và không thể bị hack. Tuy nhiên, bạn có lẽ không nên quá ngạc nhiên khi biết được rằng khoa học vẫn còn rất lâu nữa mới có thể "bắn" chúng ta từ nhà đến văn phòng được!

Chúng ta vẫn đang tìm hiểu cách để dịch chuyển tức thời các photon. Giả dụ bằng cách nào đó chúng ta phát hiện ra cách dịch chuyển tức thời các nguyên tử, sau đó là các phân tử - có lẽ trong thập kỷ tới - số lượng bit cần ghi và truyển tải là không thể hình dung được. Ngay cả một vi khuẩn e-coli cũng chứa đến 90 tỷ nguyên tử; cơ thể người thì được hình thành từ ước tính 32 nghìn tỷ - nhiều hơn số ngôi sao trong vũ trụ đến 31,2 nghìn tỷ!

Theo một nghiên cứu đầy thú vị của Đại học Leicester về sức mạnh điện toán cần thiết để dịch chuyển tức thời một con người, các tế bào của bạn, biến chúng thành dữ liệu, tương đương 2,6x10^42 bits, tức 2,6 cùng 42 số 0 đằng sau!

Để thực hiện được một lần dịch chuyển tức thời như vậy, bạn sẽ cần lượng băng thông siêu rộng và năng lượng gần 10 nghìn tỷ gigawatt. Tức để dịch chuyển tức thời một con người, chúng ta sẽ phải tập hợp toàn bộ điện năng cung ứng cho nước Anh trong hơn 1 triệu năm và cần 4,8 triệu triệu năm để truyền tải - lâu hơn 350.000 lần so với tuổi đời của vũ trụ. Thà tôi tự đi bộ còn nhanh hơn!

Thế nhưng, cho dù bạn đủ sức chờ quá trình dịch chuyển lâu đến vậy, bạn có lẽ sẽ chẳng sống sót được sau khi dịch chuyển. Ngay cả các máy in 3D, vật liệu và máy quét hàng đầu của chúng ta hiện tay cũng không thể tái lập một cách hoàn hảo một...cục phân bò - đừng nói đến cả một con người với mạng lưới thần kinh, ký ức, suy nghĩ hay nhân cách.

Giả dụ chúng ta dịch chuyển được, làm sao biết chắc bạn không đang dịch chuyển một bản sao? Điều gì sẽ xảy ra với bạn ở điểm x khi bạn ở điểm y xuất hiện? Liệu bản gốc có biến mất? Nếu vậy, ai sẽ thử nghiệm cỗ máy tuyệt diệu này?

Thế nhưng Kaku nghĩ những vấn đề này có thể giải quyết được - và dịch chuyển tức thời con người sẽ khả thi trong vòng 100 năm hoặc xấp xỉ. Ông dự tính phát triển một thiết bị dịch chuyển hoạt động như một máy quét MRI độ phân giải siêu cao, với độ chính xác ở cấp độ đơn nguyên tử mỗi điểm ảnh.

Để truyền tải dữ liệu này, Kaku sử dụng tia X - vốn có bước sóng siêu ngắn và tần sao cao, có khả năng mang lượng dữ liệu nhiều hơn 1 triệu lần so với cáp quang thông thường. Dữ liệu của bạn sẽ được mã hoá và bắn vào không gian, bay giữa một mạng lưới vệ tinh và sau đó được bắn vào một máy tính lượng tử ở phía bên kia của thế giới để...giải nén. Kaku tỏ ra miễn cưỡng khi được hỏi sẽ làm gì với bản gốc của người được dịch chuyển, nhường vấn đề này lại để người khác giải quyết, nhưng dự báo rằng chúng ta sẽ truyền tải được một phân tử đơn giản trong 10 năm tới, sau đó đến lượt DNA.

Quá nhiều vấn đề liên quan dữ liệu và nguyên tử. Tại sao chúng ta không quên đi sự phân rã và tái lập, và đơn giản là tập trung vào dịch chuyển vật chất một cách nhanh chóng qua những khoảng cách lớn?

Có lẽ bẻ cong không thời gian có thể được tính là một phương thức để dịch chuyển tức thời. Chúng ta đều từng được nghe về phép loại suy "tờ giấy gập" - trong đó đưa hai điểm cách xa nhau lại gần nhau đơn giản bằng cách "gập" không thời gian để tạo thành một Cầu Einstein Rosen. Tin xấu ở đây là thiết bị có thể làm được điều đó vẫn còn là lý thuyết, có mối liên hệ với lỗ đen, và có nhược điểm là sẽ kéo dãn cơ thể bạn ra thành một đường thẳng với bề ngang chỉ bằng một nguyên tử trước khi "bắn" bạn đi nơi khác.

Chúng ta vẫn còn một số phương thức khác, như tia plasma - về mặt lý thuyết có thể "bắn" bạn từ London đến Sydney chỉ trong khoảng 1 phút. Hay phương pháp di chuyển bằng phương tiện "truyền thống" hơn, sử dụng một thiết bị tương tự như EmDrive đầy hứa hẹn của NASA có khả năng vận chuyển con người bằng một "bong bóng warp" đến các địa điểm gần và xa với tốc độ nhanh hơn cả ánh sáng.

Nhưng có lẽ dịch chuyển tức thời là một thứ gì đó rất xa vời. Có lẽ một lần nữa, chúng ta lại là nạn nhân của trí tưởng tượng của mình: bạn có thể nghĩ về nó, không có nghĩa bạn có thể hoặc nên làm nó. Xét cho cùng, ai cũng muốn đi đến nơi về đến chốn mà không mất một chút nào kể cả một cọng tóc!

Minh.T.T