Mungkin pada akhirnya ada penerapan praktis lain pada pembahasan fisikawan yang tak berujung tentang alam semesta quantum paralel: teleportasi quantum. “transporter” yang digunakan dalam Star Trek dan program sains fiksi lainnya untuk mengangkut orang-orang dan peralatan di
ruang angkasa terlihat seperti sebuah cara menakjubkan untuk menempuh jarak yang jauh. Tapi betapapun menggiurkannya itu, ide teleportasi telah membingungkan fisikawan karena melanggar prinsip ketidakpastian. Dengan melakukan pengukuran pada sebuah atom, Anda mengganggu status atom, dan karenanya sebuah salinan persis tidak bisa dihasilkan.
Tapi ilmuwan menemukan celah dalam argumen ini pada 1993, lewat sesuatu yang disebut quantum entanglement (jeratan quantum). Ini didasarkan pada sebuah eksperimen lama yang diajukan pada 1935 oleh Einstein dan koleganya, Boris Podolsky dan Nathan Rosen, (yang disebut paradoks EPR) untuk menunjukkan betapa gilanya teori quantum itu sebenarnya. Katakanlah terdapat sebuah ledakan, dan dua elektron terbang memisah ke arah berlawanan, bergerak hampir pada kecepatan cahaya. Karena elektron bisa berpusing seperti gasing, asumsikan pusingan mereka berkorelasi—yakni, bila elektron satu mempunyai poros pusingan yang mengarah ke atas, elektron lain berpusing ke bawah (sehingga pusingan total adalah nol). Bagaimanapun, sebelum kita menjalankan pengukuran, kita tidak tahu ke arah mana masing-masing elektron berpusing.
Nah tunggu beberapa tahun. Pada saat itu, kedua elektron terpisah bertahun-tahun-cahaya. Jika kita lalu melakukan pengukuran terhadap pusingan salah satu elektron dan mendapati bahwa poros pusingannya mengarah ke atas, maka kita dengan serta-merta mengetahui bahwa elektron lain berpusing ke bawah (dan sebaliknya). Kenyataannya, fakta bahwa elektron ditemukan berpusing ke atas memaksa elektron lain berpusing ke bawah. Artinya kita kini, dengan serta-merta, tahu sesuatu tentang sebuah elektron yang jauhnya bertahun-tahun-cahaya. (Informasi, kelihatannya, bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya, sebuah pelanggaran nyata terhadap relativitas khusus Einstein.) Dengan argumentasi tajam, Einstein bisa menunjukkan bahwa, dengan melakukan pengukuran berturut-turut terhadap satu pasangan, seseorang dapat melanggar prinsip ketidakpastian. Yang lebih penting, dia menunjukkan bahwa mekanika quantum lebih ganjil dari yang sebelumnya dipikirkan setiap orang.)
Sampai waktu itu, fisikawan percaya bahwa alam semesta adalah lokal/ setempat, bahwa disturbansi di satu bagian alam semesta hanya menyebar secara lokal dari sumbernya. Einstein menunjukkan bahwa mekanika quantum pada esensinya bersifat nonlokal—disturbansi dari satu sumber bisa serta-merta mempengaruhi bagian-bagian jauh alam semesta. Einstein
menyebutnya “tindakan menyeramkan di kejauhan”, yang menurutnya absurd. Dengan demikian, pikir Einstein, teori quantum pasti salah.
(Para kritikus mekanika quantum mungkin memecahkan paradoks Einstein-Podolsky-Rosen dengan berasumsi bahwa, seandainya instrumen kita cukup sensitif, mereka bisa betul-betul menetapkan ke arah mana elektron-elektron berpusing. Ketidakpastian nyata pada pusingan dan posisi sebuah elektron adalah fiksi, lantaran fakta bahwa instrumen kita terlalu mentah. Mereka memperkenalkan konsep yang disebut hidden
variable (variabel tersembunyi)—yakni, pasti ada sebuah teori subquantum
tersembunyi, di mana terdapat ketidakpastian sama sekali, didasarkan pada variabel-variabel baru yang disebut hidden variable.)
Pertaruhan yang dikemukakan sangat besar pada tahun 1964, ketika fisikawan John Bell menguji paradoks EPR dan variabel tersembunyi. Dia memperlihatkan bahwa jika seseorang melakukan eksperimen EPR, semestinya terdapat korelasi numeris antara pusingan kedua elektron, tergantung pada teori mana yang digunakannya. Jika teori variabel tersembunyi benar, sebagaimana yang diyakini para skeptis, maka pusingan kedua elektron semestinya berkorelasi dengan suatu cara. Jika mekanika quantum benar, putaran semestinya berkorelasi dengan suatu cara lain. Dengan kata lain, mekanika quantum (fondasi seluruh fisika atom modern) akan naik atau runtuh atas dasar satu eksperimen.
Tapi eksperimen-eksperimen telah secara meyakinkan membuktikan Einstein salah. Di awal 1980-an, Alan Aspect dan koleganya di Prancis melakukan eksperimen EPR dengan dua detektor yang terpisah sejauh 13 meter, yang mengukur pusingan photon yang dipancarkan dari atom-atom kalsium. Pada 1997, eksperimen EPR dijalankan dengan detektor-detektor yang terpisah 11 kilometer. Teori quantum selalu menang. Sebentuk pengetahuan tertentu memang berjalan lebih cepat dari cahaya. (Walaupun Einstein salah dalam eksperimen EPR, dia benar dalam hal pertanyaan lebih besar tentang komunikasi melebihi kecepatan cahaya. Eksperimen EPR, walaupun memperkenankan Anda mengetahui sesuatu secara serta-merta mengenai sisi lain galaksi, tidak memperkenankan Anda mengirim pesan dengan cara ini. Anda tidak dapat, misalnya, mengirim kode Morse. Kenyataannya, “transmiter EPR” hanya akan mengirim sinyal acak, sebab pusingan yang Anda ukur adalah acak setiap kali Anda mengukurnya. Eksperimen EPR memperkenankan Anda memperoleh informasi mengenai
sisi lain galaksi, tapi tidak memperkenankan Anda mentransmisikan informasi yang berguna—yakni, tidak acak.)
Bell senang menggambarkan efek tersebut menggunakan contoh dari seorang matematikawan bernama Bertelsman. Dia mempunyai kebiasaan sehari-hari yang aneh, mengenakan kaos kaki hijau di satu kaki dan kaos kaki biru di kaki lainnya, dengan urutan acak. Bila satu hari Anda melihat dia sedang mengenakan kaos kaki biru di kaki kirinya, maka Anda tahu, secara lebih cepat dari cahaya, bahwa kaos kaki di kaki lainnya adalah hijau. Tapi mengetahui hal itu tidaklah memperkenankan Anda mengkomunikasikan informasi dengan cara ini. Pengungkapan informasi berbeda dari pengiriman informasi. Eksperimen EPR tidak berarti bahwa kita bisa mengkomunikasikan informasi lewat telepati, perjalanan lebih cepat dari cahaya, atau perjalanan waktu. Tapi ia berarti bahwa adalah mustahil memisahkan diri kita sama sekali dari keutuhan alam semesta.
Ini memaksa kita mempunyai gambaran berbeda tentang alam semesta kita. Terdapat “jeratan” kosmik di antara setiap atom tubuh kita dan atom-atom yang jauhnya bertahun-tahun-cahaya. Karena semua materi berasal dari ledakan tunggal, big bang, atom tubuh kita sedikit-banyak tertaut dengan beberapa atom di sisi lain alam semesta dalam semacam jaring quantum kosmik. Partikel-partikel yang terjerat adalah agak seperti saudara kembar yang masih tergabung oleh tali pusar (fungsi gelombangnya) yang bisa memiliki panjang bertahun-tahun-cahaya. Kejadian pada satu anggota secara otomatis mempengaruhi yang lainnya, dan karenanya pengetahuan menyangkut satu partikel bisa secara serta-merta mengungkap pengetahuan tentang pasangannya. Pasangan-pasangan yang terjerat bertindak seolah-olah mereka adalah objek tunggal, walaupun mereka bisa terpisah sangat jauh. (Lebih persisnya, karena fungsi gelombang partikel-partikel dalam big
bang dahulunya terhubung dan koheren, fungsi gelombang mereka mungkin
masih terhubung sebagian setelah miliaran tahun peristiwa big bang, sehingga disturbansi pada satu bagian fungsi gelombang dapat mempengaruhi bagian fungsi gelombang lain yang jauh.)
Pada 1993, para ilmuwan mengajukan penggunaan konsep jeratan EPR untuk menyediakan sebuah mekanisme teleportasi quantum. Pada 1997 dan 1998, para ilmuwan di Cal Tech, Universitas Aarhus (Denmark), dan Universitas Wales melakukan demonstrasi eksperimen teleportasi quantum pertama ketika satu photon diteleportasikan melintasi bagian atas meja. Samuel
Braunstein dari Universitas Wales, yang merupakan anggota tim ini, menyamakan pasangan-pasangan terjerat ini dengan para pecinta “yang mengenal baik satu sama lain sehingga dapat menjawab pertanyaan untuk pecintanya sekalipun terpisah jarak sangat jauh.”
(Eksperimen teleportasi quantum membutuhkan 3 objek, disebut A, B, dan C. Misalkan B dan C adalah dua saudara kembar yang terjerat. Walaupun B dan C bisa terpisah jarak amat jauh, mereka masih terjerat dengan satu sama lain. Sekarang misalkan B berhubungan dengan A, yaitu objek yang hendak diteleportasikan. B “memindai” A, sehingga informasi yang terkandung dalam A ditransfer ke B. Informasi ini lalu ditransfer secara otomatis ke si kembar C. Dengan demikian, C menjadi replika persis A.)
Perkembangan dalam teleportasi quantum melangkah cepat. Pada 2003, para ilmuwan di Universitas Genewa, Swiss, mampu menteleportasikan photon-photon sejauh 1,2 mil lewat kabel fiber optik. Photon cahaya (pada panjang gelombang 1,3 mm) di satu laboratorium diteleportasikan menjadi photon cahaya berpanjang gelombang berbeda (1,55 mm) di laboratorium lain yang terhubung oleh kabel panjang ini. Nicolas Gisin, fisikawan dalam proyek ini, mengatakan, “Mungkin, objek lebih besar seperti molekul akan bisa diteleportasikan sebelum saya sempat mati, tapi objek yang betul-betul besar tidak dapat diteleportasikan menggunakan teknologi yang sudah diramalkan sekarang.”
Terobosan signifikan lain dibuat pada 2004, ketika ilmuwan di National Institute of Standards and Technology (NIST) tidak hanya menteleportasikan quantum cahaya tapi atom secara keseluruhan. Mereka berhasil menjerat tiga atom beryllium dan mampu mentransfer karakteristik satu atom ke atom lainnya, sebuah pencapaian besar.
Penerapan praktis teleportasi quantum berpotensi sangat besar. Namun, seseorang pasti menunjukkan bahwa terdapat beberapa persoalan praktis pada teleportasi quantum. Pertama, objek asli hancur dalam proses ini, sehingga Anda tidak dapat membuat salinan-salinan objek yang sedang diteleportasikan. Hanya satu salinan yang mungkin. Kedua, Anda tidak dapat menteleportasikan sebuah objek secara lebih cepat dari cahaya. Relativitas masih berlaku, untuk teleportasi quantum sekalipun. (Untuk menteleportasikan objek A menjadi objek C, Anda masih memerlukan objek penengah B yang menghubungkan keduanya, yang berjalan lebih lambat dari kecepatan cahaya.) Ketiga, barangkali pembatasan terpenting pada teleportasi
quantum merupakan persoalan yang sama yang dihadapi dalam komputasi quantum: objek-objek yang dibicarakan harus koheren. Kontaminasi sekecil apa pun dengan lingkungan akan merusak teleportasi quantum. Tapi ada kemungkinan di abad 21, virus pertama bisa diteleportasikan.
Menteleportasikan manusia bisa menimbulkan persoalan lain. Braunstein meninjau, “Kuncinya sekarang adalah jumlah informasi yang dilibatkan. Bahkan dengan saluran komunikasi terbaik yang bisa kita bayangkan pada saat ini, pentransferan semua informasi akan memerlukan waktu sepanjang umur alam semesta.”