«Квантовая телепортация» стала все чаще появляться в заголовках

N+1Наука

Бог играет в эти игры. Что доказали лауреаты Нобелевской премии по физике 2022 года

Александр Дубов при участии Марат Хамадеев

Хайп вызван тем, что технологии добрались до практических применений, «квантовая телепортация» стала все чаще появляться в заголовках. А это спровоцировало и новую волну интереса к хорошо известным классическим фундаментальным исследованиям. Похожая история была с премией по медицине 2020 года, когда ее дали за открытие вируса гепатита С 45-летней давности — под тем флагом, что противовирусные препараты наконец-то добрались до конечного потребителя.

Работы сегодняшних лауреатов — безусловная классика. Джон Клаузер со своим соавтором Стюартом Фридманом проводил эксперименты в 1970-х, Аспе и Цайлингер — в 1980-х и 1990-х. В 2010 году эта же тройка получила премию Вольфа, которую многие в физике считают второй по престижности после Нобелевской.

 

Нелокальность

Квантовая механика — очень контринтуитивная теория. Математика математикой, она может прекрасно работать и все объяснять, но человеческому уму голой математики не хватает. Чтобы голова болела поменьше, эту математику нужно как-то интерпретировать. Нормальные коты не могут быть одновременно живыми и мертвыми, а электроны — и частицей, и волной. Но удовлетворительного объяснения, которое никого не приводит в состояние ступора, у нас нет. Есть только парадоксальные: коты живы и мертвы в один и тот же момент, а природа электронов дуальна.

При этом искать объяснение для квантовой математики тоже можно по-разному. Одной из самых плодотворных оказалась формулировка через принцип нелокальности. Вопрос, как частицы взаимодействуют не взаимодействуя — в каком-то смысле тот же вопрос о живости кота и частичности электрона, но сформулированный другими словами.

Из-за этого Альберт Эйнштейн к квантовой механике относился неодобрительно, говоря, что «Бог не играет в кости». Человеческому уму непостижимо, что в мире все не детерминировано, а подчиняется законам вероятности. В 1935 году Эйнштейн вместе с Борисом Подольским и Натаном Розеном опубликовал статью, где описывался парадоксальный мысленный эксперимент, который должен был, по мнению авторов, показать, что за нынешней квантовой теорией должно найтись что-то еще.

Парадокс стоит на двух базовых свойствах квантового мира: принципе неопределенности и квантовой запутанности. Запутанность возникает при взаимодействии двух квантовых частиц: описывающие их волновые функции устроены так, что если у частиц общий источник или они действуют друг на друга с определенной силой, то их квантовые параметры (например, спин) становятся связанными, даже тогда, когда прямое взаимодействие между ними прекратится. Если очень аккуратно уносить частицы друг от друга, не давая им взаимодействовать с окружением и не разрушая их квантового состояния, то связь сохранится: противоположные (или одинаковые) спины частиц так и останутся противоположными (или одинаковыми). А если изменить спин одного из электронов — перевернется и спин второго. По мнению Эйнштейна, Подольского и Розена, эта запутанность противоречит принципу неопределенности. Уж слишком определенны оказываются состояния запутанных частиц.

Изначально в тексте мы писали: «Если изменить спин одного из электронов — перевернется и спин второго». Так говорить неверно: любая попытка прямого управления квантовым состоянием одной из частиц (как и измерение этого состояния) приведет к декогеренции и разрушит запутанность. Запутанность и связанность состояний электронов сохранится до тех пор, пока их не разрушит внешнее воздействие. Редакция приносит извинение за допущенную неточность. От редактора

Если две квантово запутанные частицы образовались в результате распада третьей, то из закона сохранения импульса их импульсы связаны друг с другом: знаю импульс одной, можно автоматически узнать импульс второй. Поэтому измерив импульс первой частицы и координату второй, экспериментатор может узнать для второй частицы и координату, и импульс — а это противоречит принципу неопределенности.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Самка шимпанзе из заповедника Будонго вытерла пенис самца листьями после спаривания Самка шимпанзе из заповедника Будонго вытерла пенис самца листьями после спаривания

Как можно судить о зарождении медицины у людей на примере шимпанзе

N+1
Сокровища троллей: древние секреты самых глубоких пещер России Сокровища троллей: древние секреты самых глубоких пещер России

Пещеры – последние уголки планеты, где еще можно стать первооткрывателем

ТехИнсайдер
Ученые расшифровали, как мы ощущаем вкус сладкого Ученые расшифровали, как мы ощущаем вкус сладкого

Как язык воспринимает сладость, какой рецептор отвечает за влечение к сахару?

ТехИнсайдер
Мы с тобой одной крови: отношения сиблингов как источник травмы Мы с тобой одной крови: отношения сиблингов как источник травмы

Какими могут быть отношения братьев и сестер и как они влияют на взросление?

Psychologies
Планета нервных Планета нервных

Как жить в мире процветающей паники

kiozk originals
Зумеры у косметолога: что хочет изменить в себе молодое поколение Зумеры у косметолога: что хочет изменить в себе молодое поколение

Как желание изменить свою внешность уживается со стремлением к принятию себя

РБК
Очень страшные истории: Очень страшные истории:

Рассказ о простом пареньке, который встретился с ведьмой

VOICE
Золото Мирмекия: монеты Александра Великого в крымской земле Золото Мирмекия: монеты Александра Великого в крымской земле

Откуда на берегах Керченского пролива так много кладов?

N+1
Два по пятьдесят: истории любви длиною в жизнь Два по пятьдесят: истории любви длиною в жизнь

Фотограф Лорен Флейшман встретилась с нью-йоркскими семейными парами

Правила жизни
Как заблокировать в Вайбере пользователей и чаты Как заблокировать в Вайбере пользователей и чаты

Как защитить себя в Вайбере от надоедливых пользователей?

CHIP
От южных гор до северных морей От южных гор до северных морей

Как климатические изменения затронут жителей различных регионов России

РБК
Что мешает нам исцелить детские травмы: 5 препятствий Что мешает нам исцелить детские травмы: 5 препятствий

Далеко не всем выпало счастье расти с принимающей и любящей мамой

Psychologies
«Эта книга изменила историю нашей семьи»: как Томас Манн написал «нобелевский» роман «Эта книга изменила историю нашей семьи»: как Томас Манн написал «нобелевский» роман

Отрывок из биографии Томаса Манна, которую написал Колм Тойбин

Forbes
Исполнительный директор Еврейского музея — о толерантности как искусстве Исполнительный директор Еврейского музея — о толерантности как искусстве

Для серьезной институции музейная лавка и кафе значат не меньше, чем фонды

РБК
Тихие убийцы любви: 8 токсичных мыслей для отношений Тихие убийцы любви: 8 токсичных мыслей для отношений

Как научиться замечать токсичные мысли в отношении любимого человека?

Psychologies
10 худших и самых редких суперкаров всех времён 10 худших и самых редких суперкаров всех времён

Представляем вам десятку редких суперкаров, которые являются одними из худших

ТехИнсайдер
Нет регресса — уже хорошо: литературный критик Галина Юзефович о книгах и кризисе Нет регресса — уже хорошо: литературный критик Галина Юзефович о книгах и кризисе

Галина Юзефович — как поэзия стала главной художественной формой 2022 года

Forbes
Инструкция для брошенных: как перестать плакать и начать жить Инструкция для брошенных: как перестать плакать и начать жить

Почему некоторые союзы обречены и чем может быть полезен болезненный разрыв

Psychologies
Магия места: 5 книг, которые погружают в культуру разных стран Магия места: 5 книг, которые погружают в культуру разных стран

Увлекательные произведений для тех, кто любит знакомиться с мировыми культурами

СНОБ
Кухня твоей мечты: функционально и стильно Кухня твоей мечты: функционально и стильно

Как избавиться от визуального шума на кухне, сделать ее эргономичной

Лиза
12 лучших хоррор-фильмов с черным юмором 12 лучших хоррор-фильмов с черным юмором

То ли фильмы ужасов, то ли чистой воды кинокомедии

Maxim
Автопортреты без автора Автопортреты без автора

За долгие годы портреты обрастают легендами, расставаться с которыми необходимо

Дилетант
Блат, знакомства, взятки: как была организована коррупция в советской системе Блат, знакомства, взятки: как была организована коррупция в советской системе

Отрывок из книги «Корпорация самозванцев» о теневой экономике в СССР

Forbes
Что делать, когда не знаешь, что делать? Советы психолога Что делать, когда не знаешь, что делать? Советы психолога

Что же делать, когда не понятно, что делать?

Psychologies
Свободная ниша: что не так со складами light industrial Свободная ниша: что не так со складами light industrial

Почему девелоперы не строят объекты востребованного формата light industrial

Forbes
Охлаждающие подставки для ноутбука: есть ли от них толк? Охлаждающие подставки для ноутбука: есть ли от них толк?

Какие охлаждающие подставки для ноутбуков существуют и насколько они эффективны?

CHIP
Боль там, где у людей расположено сердце: отрывок из романа «Да — тогда и сейчас» Боль там, где у людей расположено сердце: отрывок из романа «Да — тогда и сейчас»

Отрывок из книги «Да — тогда и сейчас» — истории связи двух семей

Forbes
От кубиков льда до перекиси водорода. 10 мифов по уходу за кожей, которые пора развенчать От кубиков льда до перекиси водорода. 10 мифов по уходу за кожей, которые пора развенчать

10 пунктов ухода за кожей, которые ты, скорее всего, делаешь неправильно

Лиза
Помогает ли кофе при похудении Помогает ли кофе при похудении

Помогает ли кофе энергично худеть или, наоборот, энергично набирать вес?

Maxim
Телескоп Уэбба сфотографировал, как свет звезд двигает огромные облака пыли Телескоп Уэбба сфотографировал, как свет звезд двигает огромные облака пыли

Астрономы изучили нежное прикосновение света к их пыльным юбкам редких звезд

ТехИнсайдер
Открыть в приложении