Квантовая запутанность, суперпозиция и телепортация / Просто о сложном

Парадоксы квантовой физики. Квантовая запутанность, суперпозиция и телепортация. Просто о сложном #квантоваязапутанность является одним из самых сложных понятий в науке, однако понять её основные принципы не так уж сложно. Суть квантовой запутанности состоит в том, что если две одинаковые частицы разнести в два противоположных конца Вселенной и при этом изменить состояние одной из частиц, то в этот же момент изменяется состояние второй частицы, на каком бы большом расстоянии от первой она не находилась. Впервые экспериментально подтвердить этот феномен ученым удалось в семидесятых годах прошлого столетия. В настоящее время специалистами были достигнуты более значимые результаты – с помощью эксперимента квантово-запутанные или, другими словами, взаимозависимые частицы получилось разнести на несколько сотен километров. Так, в 2008 году группа ученых из швейцарского университета Женевы осуществила удачный опыт с разнесением двух потоков запутанных фотонов на расстояние 18 километров. Летом того же года исследователи из австрийского Института квантовой оптики и квантовой информации сумели разнести потоки фотонов между двумя лабораториями на островах Пальма и Тенерифе и также зафиксировали мгновенные изменения состояния во втором потоке после преобразований в первом. Австрийским ученым удалось получить ошеломляющие результаты, а расстояние между частицами составило уже 144 километра. В 2011 году от физиков из Токийского университета в Японии было получено заявление о первом удавшемся научном эксперименте по квантовой телепортации вещества. Руководитель группы Нориюки Ли (Noriyuki Lee) вместе с коллегами сумели разложить свет на элементарные частицы - фотоны и мгновенно телепортировать их из одной точки лаборатории в другую. Находясь в различных точках, фотоны были взаимосвязанными, или выражаясь научно, «квантово запутанными». Учёные уничтожили первый фотон в точке А, но благодаря «квантовой запутанности», он был мгновенно воссоздан в точке Б. Таким образом, два фотона мгновенно передали друг другу информацию и повлияли друг на друга, несмотря на расстояние, которое их разделяло. Для того, чтобы понять как это работает и вникнуть в суть эксперимента, необходимо ознакомиться с таким понятием в квантовой физике, как СПИН. Поскольку физика элементарных частиц изучает запутанность квантовых состояний на основании спина – вращения элементарной частицы. Вектор спина, или его абсолютное значение, является единственной величиной, характеризующей ориентацию частицы в квантовой механике. Спином квантовой частицы (фотона или электрона) называют собственный момент импульса или её собственный угловой момент – вращение. На самом деле эта формулировка не совсем корректна, так как понятие спина очень сложное, а аналогов в классической физике просто не существует. Поэтому мы очень поверхностно коснемся этого вопроса и будем использовать его исключительно в целях простоты понимания эксперимента. Итак, получая одновременно две одинаковые частицы, можно быть уверенным в том, что спины у них будут разными. Также важно понимать, что в то время, когда за квантом (тем же электроном) никто не наблюдает – то он будет иметь все значения спина одновременно. Это понятие в квантовой физике является фундаментальным и называется оно суперпозицией. Парадоксальность квантовой запутанности заключается в том, что характеристика второго фотона определяется ровно в тот момент, когда меняется характеристика первого, но до этого времени он будет находиться в состоянии суперпозиции, другими словами – иметь все значения. Безусловно, эта картина трудно поддается нашему пониманию. Но чтобы вас это не очень расстраивало, приведем цитату американского ученого, Ричарда Фейнмана, одного из создателей квантовой электродинамики, а также соразработчика атомной бомбы: Думаю, я могу ответственно заявить, что никто не понимает квантовую механику. Если есть возможность, прекратите спрашивать себя «Да как же это возможно?» — так как вас занесёт в тупик, из которого ещё никто не выбирался. А теперь давайте вернемся к спинам квантовых частиц. Парадокс взаимосвязанных элементарных частиц, из которого следовало, что информация передается мгновенно и на любые бесконечно большие расстояния, был доказан экспериментально и математически. Естественно, такое положение дел не стыкуется с концепцией Альберта Эйнштейна, и вступает в противоречие с тезисом о том, что в природе не существует скорости свыше скорости света – 300 000 километров в секунду....... Поддержать проект и получить доступ к эксклюзивным бонусам: нажать кнопку “Спонсировать“ под любым из видео нашего канала или перейти по ссылке: Яндекс кошелёк (Ю-мани): 410018518478251 Подписаться на канал: Мы в ВКонтакте Инстаграм