«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

Северный олень добрался до испанской Атапуэрки не меньше 243 тысяч лет назад Северный олень добрался до испанской Атапуэрки не меньше 243 тысяч лет назад

Испанские ученые обнаружили в Атапуэрке зуб северного оленя времен оледенений

N+1
Ученые из Великобритании: стресс вызывает вид сна, который помогает снять тревогу Ученые из Великобритании: стресс вызывает вид сна, который помогает снять тревогу

Как связаны сон и стресс?

Inc.
Физики объяснили радиальные полосы вокруг посадочных модулей на Луне Физики объяснили радиальные полосы вокруг посадочных модулей на Луне

Почему узоры от спускаемых На Луну космических аппаратов практически идентичны?

N+1
После инсульта в детстве правое полушарие берет на себя языковые функции левого После инсульта в детстве правое полушарие берет на себя языковые функции левого

Мозг младенцев способен гибко перестраиваться в случае травмы

ТехИнсайдер
История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета

Почему телефонные будки Лондона окрашены именно в яркий красный цвет?

ТехИнсайдер
3 главных секрета брака — узнайте, как сохранить любовь в длительных отношениях 3 главных секрета брака — узнайте, как сохранить любовь в длительных отношениях

Что необходимо знать, чтобы сохранить счастливый брак?

Psychologies
Натуральная и экокосметика – в чем разница? Натуральная и экокосметика – в чем разница?

«Зеленая» тема перекочевала из модной тенденции в особый образ жизни

Лиза
В чем смысл жизни: почему люди веками ищут ответ на этот вопрос и можно ли его найти В чем смысл жизни: почему люди веками ищут ответ на этот вопрос и можно ли его найти

Нужно ли искать свой смысл жизни?

Psychologies
Дневник тревог: зачем он нужен и как правильно его вести Дневник тревог: зачем он нужен и как правильно его вести

Чем помогает дневник тревог и какие правила нужно соблюдать при его ведении?

Psychologies
Деловая токсичность: 5 пассивно-агрессивных фраз в рабочей переписке Деловая токсичность: 5 пассивно-агрессивных фраз в рабочей переписке

Вежливые фразы из рабочих переписок, которые бессознательно раздражают

Psychologies
В Иране не утихают протесты после смерти Махсы Амини. Как иранские женщины 30 лет борются за право не носить хиджаб В Иране не утихают протесты после смерти Махсы Амини. Как иранские женщины 30 лет борются за право не носить хиджаб

Вспоминаем историю вопроса иранских женщин и хиджаба

СНОБ
На кончиках пяльцев… На кончиках пяльцев…

Как научиться вышивать, если очень хочется, но совсем не знаете, с чего начать

Новый очаг
Новый год — новая жизнь! 10 поднимающих настроение новогодних решений Новый год — новая жизнь! 10 поднимающих настроение новогодних решений

Делимся вдохновляющими идеями, как сделать свою жизнь лучше

ТехИнсайдер
14 простых и быстрых способов снять стресс 14 простых и быстрых способов снять стресс

14 способов, которые помогут быстро снять стресс и нервное напряжение

Psychologies
Очень страшные истории: Очень страшные истории:

Отрывок из книги Вики Филдс о маленьком таинственном городке Эттон-Крик

VOICE
5 полезных привычек, которые помогут снизить уровень холестерина в крови 5 полезных привычек, которые помогут снизить уровень холестерина в крови

Есть хорошая новость! Уровень холестерина можно контролировать

ТехИнсайдер
Больнее, чем удары плетью: как жилось женщинам в Иране после Исламской революции Больнее, чем удары плетью: как жилось женщинам в Иране после Исламской революции

Отрывок из книги Азара Нафиси «Читая «Лолиту» в Тегеране»

Forbes
Учим ребенка адекватно выражать злость и гнев: 5 шагов Учим ребенка адекватно выражать злость и гнев: 5 шагов

Рассказываем, как оказать детям помощь в вопросах выражения гнева

Psychologies
Доставка искусства Доставка искусства

Основательницы beauty-пространства Wig Dealers Саша Винер и Катя Архипова

OK!
Над чем нельзя смеяться Над чем нельзя смеяться

Собрали темы, над которыми смеяться не позволено совершенно

Weekend
Как понять, что нравишься коллеге по работе Как понять, что нравишься коллеге по работе

Как распознать признаки симпатии от женатых и холостых коллег?

Psychologies
«Не могу уснуть»: 5 способов убаюкать беспокойный мозг — попробуйте на себе «Не могу уснуть»: 5 способов убаюкать беспокойный мозг — попробуйте на себе

Случалось ли вам полночи проворочаться в безуспешных попытках уснуть?

Psychologies
Как Россия колонизировала Северную Америку и что стало с нашими колониями Как Россия колонизировала Северную Америку и что стало с нашими колониями

От Аляски до юга Калифорнии в середине 18 века правила Российская империя

ТехИнсайдер
Шить, чтобы жить Шить, чтобы жить

История 84-летней вышивальщицы с деменцией Юлии Алёшичевой

Новый очаг
Все болезни от нервов? Как устроена психосоматика с научной точки зрения Все болезни от нервов? Как устроена психосоматика с научной точки зрения

Отрывок из книги «Правда и мифы о психосоматике»

Inc.
Вкус страсти Вкус страсти

Любовный эликсир можно приготовить из самых обычных продуктов

Добрые советы
Как правильно жарить картошку? Как правильно жарить картошку?

Умеешь ли ты готовить блюдо, которое мы бы назвали одной из национальных скреп?

Maxim
Основательница шоурума русских дизайнеров — о свободных нишах Основательница шоурума русских дизайнеров — о свободных нишах

Татьяна Гуревич поделилась взглядом изнутри на в отечественную индустрию моды

РБК
Свет мой зеркальце скажи: что видят животные, когда смотрят на свое отражение в зеркале? Свет мой зеркальце скажи: что видят животные, когда смотрят на свое отражение в зеркале?

Что видят животные в зеркале?

ТехИнсайдер
«Это сильнейшее из всего, что может представить Европа»: как продвигали Кандинского «Это сильнейшее из всего, что может представить Европа»: как продвигали Кандинского

Отрывок из книги «Герварт Вальден — куратор нового искусства. Жизнь и судьба»

Forbes
Открыть в приложении