«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

«Конец Мегафауны: Увлекательная жизнь и загадочная гибель мамонтов, саблезубых тигров и гигантских ленивцев» «Конец Мегафауны: Увлекательная жизнь и загадочная гибель мамонтов, саблезубых тигров и гигантских ленивцев»

Как наших предков заподозрили в истреблении мегафауны

N+1
Русские гены сахарной свеклы Русские гены сахарной свеклы

Без научного подхода завоевать рынок сахарной свеклы невозможно

Наука
Эволюция, создавая жабры рыб, по той же программе создала уши человека Эволюция, создавая жабры рыб, по той же программе создала уши человека

Формирование ушей у млекопитающих следует той же программе, что и у жабр рыб

ТехИнсайдер
Боремся со стрессом: что такое медитация и как начать медитировать Боремся со стрессом: что такое медитация и как начать медитировать

Всего 20 минут медитации в день и вы снизите уровень стресса

ТехИнсайдер
Как психологическое состояние влияет на сексуальную жизнь Как психологическое состояние влияет на сексуальную жизнь

Половая жизнь — это не только физиология, но и сложный эмоциональный процесс

Правила жизни
Мое личное тело Мое личное тело

Дряблая кожа, отсутствие подтянутого мышечного корсета – как с этим бороться

Добрые советы
«В те поры война была» «В те поры война была»

Как литературные герои уходили на фронт

Weekend
Без промаха Без промаха

Как избежать досадных ошибок при ремонте

Добрые советы
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
Ольга Бодрова Ольга Бодрова

Актриса Ольга Бодрова — тотальный импрессионизм и затопляющая нежность

Собака.ru
Повышенная чувствительность: в чем плюсы? Повышенная чувствительность: в чем плюсы?

Разбираемся, что такое повышенная чувствительность и как живут такие люди

Psychologies
Почему медики не советуют принимать пищу слишком поздно: открытие расставило все точки над i Почему медики не советуют принимать пищу слишком поздно: открытие расставило все точки над i

Почему нам так вредны перекусы в ночное время.

ТехИнсайдер
Кофе, помаду, вино, кровь, пот и слезы: как отстирать все? Кофе, помаду, вино, кровь, пот и слезы: как отстирать все?

Вооружись серьезными народными средствами и выведи ненавистные пятна!

Maxim
«Грязные танцы», «Событие», «Священные узы»: 6 фильмов о самом сложном выборе женщины «Грязные танцы», «Событие», «Священные узы»: 6 фильмов о самом сложном выборе женщины

Фильмы о том, как чувствуют себя женщины, лишенные права на аборт

Forbes
Как обмануть возраст Как обмануть возраст

Топ-4 процедур для красоты твоего лица и тела

Лиза
Ни в горе, ни в радости: 5 признаков, что семья на грани развода Ни в горе, ни в радости: 5 признаков, что семья на грани развода

Психологи могут заметить предвестники скорого разрыва

Psychologies
Кризис любого возраста: не преодолевать, а прожить Кризис любого возраста: не преодолевать, а прожить

Как не увязнуть в рутине из преодоления и борьбы?

Psychologies
Как вести частную практику в кризис: рекомендации супервизора для психологов и не только Как вести частную практику в кризис: рекомендации супервизора для психологов и не только

Как оставаться эмоционально устойчивым и сохранять баланс работы и отдыха?

Psychologies
Три правила завтрака, которые помогут вам чувствовать себя бодрым и улучшат внимательность Три правила завтрака, которые помогут вам чувствовать себя бодрым и улучшат внимательность

Начинать свой день нужно с правильных продуктов.

ТехИнсайдер
Кухня твоей мечты: функционально и стильно Кухня твоей мечты: функционально и стильно

Как избавиться от визуального шума на кухне, сделать ее эргономичной

Лиза
Сколько друзей может быть у одного человека. 10, 50, 100 или 150? Сколько друзей может быть у одного человека. 10, 50, 100 или 150?

Число Данбара — действительно ли у человека может быть только 150 друзей?

ТехИнсайдер
Связь поколений: как взрослым внукам выстроить гармоничные отношения с бабушками и дедушками Связь поколений: как взрослым внукам выстроить гармоничные отношения с бабушками и дедушками

Как наладить теплые отношения между поколениями без претензий и упреков

Psychologies
«Любовь в режиме онлайн»: есть ли будущее у отношений на расстоянии? «Любовь в режиме онлайн»: есть ли будущее у отношений на расстоянии?

Могут ли чувства пережить испытание сотнями и тысячами километров?

Psychologies
Как научиться у ребенка тайм-менеджменту Как научиться у ребенка тайм-менеджменту

Могут ли дети научить нас все успевать?

Psychologies
Культ чистоты Культ чистоты

Чем чище мы становимся, тем чаще болеем. Почему?

Здоровье
Со страшной женской силой Со страшной женской силой

Чем Безумная Грета Брейгеля напугала ад

Weekend
«В погоне за светом и пространством…» «В погоне за светом и пространством…»

Как Константин Циолковский разработал план внеземной экспансии для человечества

Наука и жизнь
3 способа произвести впечатление на потенциального партнера 3 способа произвести впечатление на потенциального партнера

Что нам помогает «зацепить» понравившегося человека на первом свидании

Psychologies
Разделенные временем Разделенные временем

Что такое конфликт поколений?

Новый очаг
Всеобщее избирательное право снижает политическое насилие Всеобщее избирательное право снижает политическое насилие

Расширение избирательных прав снижает политическое насилие

ТехИнсайдер
Открыть в приложении