«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

Мезозойские млекопитающие и их родственники оказались обладателями однотонного темно-коричневого меха Мезозойские млекопитающие и их родственники оказались обладателями однотонного темно-коричневого меха

Палеонтологи реконструировали окраску шести маммалиаформов

N+1
6 писателей страшнее Стивена Кинга 6 писателей страшнее Стивена Кинга

После их книг ты не захочешь выключать свет на ночь

Maxim
Международная комиссия предложила пересмотреть определение ожирения Международная комиссия предложила пересмотреть определение ожирения

Ученые предложили разделить ожирение на две различные формы

N+1
Моли не место в квартире: 6 лайфхаков для борьбы с пожирателями одежды Моли не место в квартире: 6 лайфхаков для борьбы с пожирателями одежды

К счастью, от моли легко избавиться, если знать парочку хитрых трюков

ТехИнсайдер
7 вещей, которые никогда не делают счастливые люди 7 вещей, которые никогда не делают счастливые люди

Эксперт по счастью: 7 вещей, которые никогда не делают счастливые люди

Inc.
Юрий Стоянов: «Не люблю нравиться людям, которые не нравятся мне» Юрий Стоянов: «Не люблю нравиться людям, которые не нравятся мне»

Я стараюсь давать людям надежду. Я ничего не декларирую. Я мирю людей

Коллекция. Караван историй
Город движущихся толп Город движущихся толп

Григорий Ревзин о том, можно ли оторвать итальянского футуриста от Муссолини

Weekend
Раз и навсегда: как изменилась жизнь подростков за последние 50 лет Раз и навсегда: как изменилась жизнь подростков за последние 50 лет

Как жили дети и подростки, когда не было интернета, а дружба была «навсегда»

СНОБ
Суп для Мазарини Суп для Мазарини

Франция. Луковый суп – последнее блюдо кардинала

Вокруг света
От Джека Керуака до студии йоги: как правильно медитировать и зачем это нужно От Джека Керуака до студии йоги: как правильно медитировать и зачем это нужно

Зачем нужна медитация? Рассказываем, как научиться медитировать новичкам

Forbes
Секреты соблазнения от турецких актрис — Мерьем Узерли и других Секреты соблазнения от турецких актрис — Мерьем Узерли и других

Турчанки всегда завоевывали сердца мужчин, но как им это удается?

VOICE
Самый простой способ сделать духи своими руками! Самый простой способ сделать духи своими руками!

Как сделать свой уникальный аромат с использованием доступных ингредиентов

ТехИнсайдер
Как открыть банковский счет и получить карту в Казахстане Как открыть банковский счет и получить карту в Казахстане

Как открыть банковский счет в Казахстане

Forbes
До какого возраста мужчине нормально быть девственником До какого возраста мужчине нормально быть девственником

Отвечаем на вопрос, который мучает всех девственников

Maxim
Нечисть, дуэли и будни кино: о чем снимают новые российские сериалы Нечисть, дуэли и будни кино: о чем снимают новые российские сериалы

Почему герои новых российских сериалов больше не хотят ждать ни секунды

РБК
Ученые из Великобритании выяснили, что вегетарианцы чаще страдают от депрессии. Но дело не в питании Ученые из Великобритании выяснили, что вегетарианцы чаще страдают от депрессии. Но дело не в питании

Исследователи установили, что вегетарианцы чаще мясоедов страдают от депрессии

Inc.
«Что пошло не так?» История матери, которая все делала по правилам «Что пошло не так?» История матери, которая все делала по правилам

Что будет, если воспитать ребенка по всем правилам?

СНОБ
Омега: как удержать баланс Омега: как удержать баланс

Почему дисбаланс полиненасыщенных кислот может привести к проблемам?

Здоровье
Щекотливое дело: как в традиционных обществах воспринимали талант и индивидуальность Щекотливое дело: как в традиционных обществах воспринимали талант и индивидуальность

Отрывок из книги биолога Марка Моффета «Человеческий рой» — о традициях бушменов

Forbes
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
Существует ли гендерная психология? Краткий курс по отличиям мужчин и женщин Существует ли гендерная психология? Краткий курс по отличиям мужчин и женщин

Так в чем же наши психологические различия?

Psychologies
Бытовые вопросы: почему пахнет стиральная машинка и как избавить ее от накипи? Бытовые вопросы: почему пахнет стиральная машинка и как избавить ее от накипи?

Есть ли способы избавиться от запашка и продлить срок службы вашей машинки?

ТехИнсайдер

Как появились выражение "сморозил глупость" и слово "ерунда"?

ТехИнсайдер
Брат мой, враг мой: почему враждуют братья и сестры? Брат мой, враг мой: почему враждуют братья и сестры?

Разобраться в сложных отношениях сиблингов поможет аналитик Генри Абрамович

Psychologies
В стиле кантри: как Диана Хендрикс стала богатейшей self-made женщиной Америки В стиле кантри: как Диана Хендрикс стала богатейшей self-made женщиной Америки

Диана Хендрикс: от официантки до самой успешной женщины в истории Америки

Forbes
Почему мы скрываем доходы и траты от партнера: 3 вида финансовой измены Почему мы скрываем доходы и траты от партнера: 3 вида финансовой измены

Что такое финансовые измены и насколько они опасны для отношений в паре?

Psychologies
Продолжение истории матери, которая все делала по правилам Продолжение истории матери, которая все делала по правилам

Что получится, если соблюдать все рекомендации «для хороших родителей»

СНОБ
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
Говорит и показывает Говорит и показывает

Фильм «Сказка для старых» — дебютная режиссерская работа Фёдора Лаврова

OK!
Любовь лечит или калечит? Почему мы причиняет боль тем, кого любим Любовь лечит или калечит? Почему мы причиняет боль тем, кого любим

Мнение о том, что любовь причиняет страдания, это, к сожалению, факт

ТехИнсайдер
Открыть в приложении