Что такое квантовая сцепленность?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
1
3 ответа
Поделиться

Квантовая запутанность (сцеплённость) состоит в том, что две запутанные частицы после разнесения их в различные области пространства, сохраняют некое подобие информационной связи друг с другом. Производя измерение над одной частицей, мы в тот же момент, мгновенно определяем и состояние другой частицы, как бы далеко эти частицы друг от друга ни находились. С точки зрения формализма квантовой механики эти результаты безупречны, но здравому смыслу это строго противоречит, так как во время измерения эти две частицы уже не взаимодействуют и какие бы то ни были операции над первой частицей, это не могут повлиять на состояние второй частицы. 

Наиболее известным примером квантовой запутанности является так называемый парадокс ЭПР (Эйнштейн, Подольский и Розен) — два связанных фотона в процессе разделения (разлёта) сохраняют "информационную связь". При этом квантовое состояние одного фотона, например, поляризация может мгновенно передаваться на другой фотон, который при этом становится аналогом первого и наоборот. Рассмотрим фотон 1. Имея неопределённую поляризацию перед измерением, фотон 1 получает поляризацию, во время его измерения. Фотон 2, который не имел определённой поляризации, проектируется в состояние поляризации, параллельное результату измерения на фотоне 1. Это очень удивительно, потому что это изменение в описании фотона 2 происходит мгновенно, безотносительно расстояния между фотонами в момент первого измерения. Эта картина, получившая название "нелокальность", находится в противоречии с СТО, хотя и передача реальной информации от одного фотона к другому отсутствует. Поэтому передаваемую (условную) информацию между ЭПР-частицами называют иногда "квантовой информацией".

В 2008 году группе швейцарских исследователей из Университета Женевы удалось разнести два потока запутанных фотонов на расстояние 18 километров. Помимо прочего, это позволило произвести временны́е измерения с недостижимой ранее точностью. В результате было установлено, что если некое скрытое взаимодействие и происходит, то скорость его распространения должна как минимум в 100 000 раз превышать скорость света в вакууме. При меньшей скорости временные задержки были бы замечены.

Квантовая запутанность — состояние неразрывной целостности. Запутанное состояние — это состояние составной системы, которую нельзя разделить на отдельные, полностью самостоятельные и независимые части. Оно является несепарабельным (неразделимым) и это свойство уже интенсивно применяется в квантово-криптографических системах, где основным рабочим ресурсом являются запутанные состояния фотонов, позволяющие обеспечить абсолютную защиту информации от постороннего доступа. Связь между запутанными фотонами не просто "сверхсветовая", а именно бесконечная, мгновенная, но в данном случае она используется не для передачи информации, а для контроля безопасности канала связи — при доступе к передаваемой информации "со стороны" когерентность фотонов (квантовая запутанность) тут же нарушается. О применении квантовой запутанности для передачи и обработки данных в вычислительных устройствах (квантовый компьютер) можете прочитать здесь ru.wikipedia.org

P.S. Если вы прочитали весь текст, и не поняли, не расстраивайтесь. Это значит что со здравым смыслом у вас все ОК.

12
0

https://www.sciencealert.com/physicists-have-filmed-schroedinger-s-cat-behaviour-in-atoms-for-the-first-time
 Прокомментируйте пожалуйста эту статью. Можно ли считать эксперимент с молекулой йода подтверждением суперпозиции? Я раньше думал ,что проблема квантовой физики в том, что ученые не знают как в опыте юнга с двумя щелями записать наличие наблюдателя в формулу. Т.е. квантовая частица находится в состоянии волны по умолчанию. но как только на нее направлено внимание наблюдателя, она ведет себя как карпускула. Т.е. суперпозиции как таковой не существует, а существует возможность частицы пребывать то в одном, то в другом состоянии, но в разные моменты времени.

Опыт ученых с молекулой йода косвенно указывает на вероятность существования одной молекулы в двух состояниях одновременно... правда я не совсем понимаю как можно сделать дубликат молекулы, и тем более не понимаю что означает возбужденное и не возбужденное состояние. Если бы вы и это объяснили, было бы здорово.

0
Ответить
Прокомментировать

Немножко не соглашусь с предыдущим оратором по поводу философской стороны вопроса, интерпретации. Квантовая запутанность это не совсем связь, и тем более, не мгновенная. И в квантовой теории нет нелокальности и противоречий с СТО, более того, она построена на СТО. Все странности квантовой механики возникают при попытке перейти от квантовой картины мира к классической, то есть, там, где имеет место "измерение". Это очевидный косяк копенгагенской интерпретации, на который настоящие физики как правило просто не обращают внимания, потому что им надо не трепаться о природе вещей, а вычислить результат эксперимента, и это правильный подход. Но тем не менее, в действительности всё немного не так, как на самом деле.

Это скорее аналог ситуации с ботинками - если у меня левый, то я мгновенно узнаю, что у тебя правый. Это обусловлено не "реальной", но логической связью между ботинками. Поэтому, локальность не надо нарушать, чтобы эту связь осуществить. Но! В квантовой механике это происходит гораздо хитрее, потому что там логика другая. Потому что само измерение - это тоже квантовая запутанность! То есть, логическая связь возникает не только между ботинками, но и состояниями экспериментатора, который их "измерил". Левый ботинок теперь связан с состоянием "Я знаю, что у меня левый ботинок". А так как левый был логически связан с правым, я теперь знаю, что второй ботинок - правый. Это обычная логика, только в квантмехе система может находиться в некоторой смеси (суперпозиции) состояний (левый/правый + правый/левый), и после "измерения" вы сами оказываетесь в суперпозиции (у меня правый, у соседа левый + наоборот). Что тоже противоречит здравому смыслу, зато прекрасно дружит с локальностью, причинностью, унитарностью, и прочими принципами, на которых стоит физика.

3
-1
Прокомментировать

Представь себе два объекта находящиеся на некотором расстоянии друг от друга. Между ними существует некая квантовая связь, благодаря которой они могут сообщаться. Это связь и является сцепленностью. На сегодняшний день, квантовая сцепленность (запутанность) является одной из самых важных теории в квантовой физике.

0
0
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью