PS n°272 : Logique et calculs de la téléportation
Logique et calculs de la téléportation,
Jean-PaulDelahaye,
PS n°272, juin 2000, p.28-34.
MC : téléportation, espace-temps, raccourcis topologiques, atome, physique quantique, analyse, algorithme.
Notes : Lorsque, exaspéré du retard pris par votre train ou par votre avion vous attendez, bouillonnant de rage sur votre siège, lorsqu’une grève, un problème technique, une surprise météorologique vous immobilisent des heures entières, et vous fait manquer vos rendez-vous, vous rêvez d’un système de transport rapide et infaillible digne de la science-fiction, la téléportation !.
Contenu : La téléportation sera-t-elle possible un jour ? Est-ce que la science n’a pas un moyen de prouver que cela peut être possible? La science ne donne pas la vérité, mais essaie de s’en approcher. Réponde a cette question est difficile, car plusieurs choses doivent être prises en compte : la quantité d’information qui définit un être humain, ou la nature quantique ou algorithmique de l’esprit. Il existe plusieurs modèles de téléportation, respectant plus ou moins bien la nature des objets transportés.
La téléportation par raccourcis topologiques est le premier modèle de téléportation qui respecte entièrement l’objet transporté, et permet de se déplacer où on veut sans se préoccuper de la vitesse de la lumière. En se basant sur le principe de la relativité générale d’Einstein, certains physiciens estiment qu’avec les progrès que l’Homme futur aurait découverts, il pourra modifier l’espace-temps et le moduler selon ses désirs. Mais ce modèle parle d’avancées technologiques qui ne sont pas formulés clairement.
Le second modèle est la téléportation par analyse-transmission-recomposition. Elle consiste à analyser le sujet, envoyer la description de l’objet à l’aide d’ondes électriques ou électromagnétiques à l’endroit souhaité, puis de recomposer l’objet avec les atomes présents à l’endroit, transporter les atomes initiaux demanderait trop d’énergie. Ce système est déjà utilisé dans l’industrie, on analyse un objet grâce à une machine, on l’envoi par ondes à une autre machine, qui le reconstitue avec d’autres matériaux à l’identique. Mais l’analyse de plusieurs atomes à la fois semble plus dure. En effet, seules les solutions liquides très pure d’un petit nombre de composants ou des mélanges solides très simples peuvent être ainsi transportés. L’ADN et l’ARN sont connus protéines par protéines, nous pourrons donc prochainement téléporter des petits organismes, ce qui permettrait d’envoyer les nouveaux médicaments à nos colonies spatiales, lorsque nous partirons à la conquête de l’espace. Or, plus l’objet est complexe, plus l’analyse doit être fine. Pour modéliser un gâteau au chocolat, nous devons analyser la consistance, la couleur, et l’arôme. Or l’arôme de chocolat est constitué de plusieurs dizaines de molécules, ce qui est complexe à analyser. Et même si nous y parvenions, le résultat serait imparfait. La reconstitution des cristaux et des êtres vivants est encore plus difficile, l’analyse doit être atomique. Chaque atome doit être analysé et replacé avec exactitude après, ce qui est difficile. De plus, la mécanique quantique indique que la précision avec laquelle on peut mesurer la vitesse et la position d’une particule est limitée par la formule d’Heisenberg, qui indique que le produit de l’incertitude sur la position par l’incertitude sur la vitesse est supérieur à la constante de Planck. Ainsi, un analyseur atomique universel n’existera sûrement jamais, même si l’analyse atomique progressera avec le temps.
La quantité d’information qui constitue l’être humain est si importante, qu’on a parfois qualifié la téléportation impossible. L’institut américain pour la santé dispose de 10^11 bits d’information pour un être humain, qui ne sont pas toutes les informations de l’être humain. Il faudrait 10^32 bits d’information, c'est-à-dire un cube de 1 000 km de côté remplis de CD. Même si on arrive à tout analyser, et avoir toutes les informations, il faudrait 10^17 secondes, c'est-à-dire 3 milliards d’années pour transporter ces informations. Cependant, on oubli qu’aujourd’hui il existe la compression de données, que l’on utilise de plus en plus, notamment avec le fax. Il faut donc prendre en compte de l’état quantique des photons, des atomes ou objets que l’on veut téléporter. De plus, la téléportation ne permet de reconstruire qu’un fantôme inerte de l’objet, ce qui pose un problème pour le cerveau humain. Il faut donc prendre en considération l’état quantique du cerveau (atomes, molécules, groupes de molécules), c’est ce qu’on appelle la téléportation quantique. Si elle est mise en œuvre, le problème de duplication ne se posera pas, il n’y aura jamais duplication des humains transportés.
Selon Samuel Braunstein, la téléportation du cerveau humain est possible rien qu’avec l’analyse atomique. En effet, beaucoup de patients hospitalisés subissent des scanners à résonance magnétique ou nucléaire, sans avoir de conséquences sur leur mental, ce qui renforce notre optimisme. De plus, les spécialistes de l’intelligence artificielle estiment que l’intelligence de la personne téléportée pourrait être simulée. L’esprit d’un humain est semblable à un ensemble de programmes informatiques, et une fois décryptés, la téléportation serait facile, on mettrait les programmes dans un petit ordinateur réceptacle. La description algorithmique d’un cerveau serait de 10^12 Bits, soir 100 000 livres de 200 pages. Cependant on ne sait pas si on peut saisir les informations algorithmiques d’un cerveau, pour les répliquer et transporter dans les PC du futur, on en sait même pas si cela existe, ce qui va occuper de nombreux philosophes du 3° millénaire.
Parmi les quatre voies possibles, raccourcis topologiques, analyse-transmission-reception, quantique, ou algorithmique, aucune ne s’est révélée impossible (ni réalisable !). Nous pouvons donc rêver encore pendant quelques temps d’un bain de soleil sur une plage paradisiaque, le vendredi soir en sortant du bureau.
Compléments :
Téléportation quantique : http://www.cs.mcgill.ca/~crepeau/tele.html
L.M. Krauss : La Physique de Star Trek ou Comment visiter l’univers en pyjama (disponible au CDI du Lycée)