«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

Нейросеть для орнитологов Perch 2.0 помогла распознать морских животных Нейросеть для орнитологов Perch 2.0 помогла распознать морских животных

Google Deepmind выпустила обновленную версию нейросети для биоакустики Perch 2.0

N+1
С тобой плохо, без тебя еще хуже С тобой плохо, без тебя еще хуже

Как распознать зависимые отношения и выбраться из них

Лиза
Астрономы увидели старт образования экзопланет в протопланетном диске Астрономы увидели старт образования экзопланет в протопланетном диске

Как образовываются твердые тела в диске протозвезды

N+1
«Ты ведьма, высосала мои творческие силы»: история одного абьюзивного союза «Ты ведьма, высосала мои творческие силы»: история одного абьюзивного союза

Отрывок из книги «Но человека человек» — четыре повести с несчастливым концом

Forbes
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
Четыре причины не бояться одиночества Четыре причины не бояться одиночества

Почему страх одиночества не стоит жертв?

Psychologies
Как быстро и дешево почистить салон автомобиля: помогут средства, которые найдутся дома Как быстро и дешево почистить салон автомобиля: помогут средства, которые найдутся дома

Как приготовить необходимые средства для чистки ковриков и сидений

ТехИнсайдер
Почему самые лучшие идеи рождаются во время душа Почему самые лучшие идеи рождаются во время душа

Почему в душе ускоряется креативное мышление?

ТехИнсайдер
Грусть, ревность и тревога: как пережить разлуку и сохранить отношения на расстоянии Грусть, ревность и тревога: как пережить разлуку и сохранить отношения на расстоянии

Как пережить внезапную разлуку с партнером?

Forbes
«У нас хватило ума…» «У нас хватило ума…»

Как завершалась холодная война между СССР и США?

Дилетант
Чудовищный удар астероида, уничтожившего динозавров, вызвал разрушительное цунами с волнами километровой высоты Чудовищный удар астероида, уничтожившего динозавров, вызвал разрушительное цунами с волнами километровой высоты

Астероид, убивший динозавров, разрушил отложения в океанских бассейнах

ТехИнсайдер
4 неочевидных признака женской красоты 4 неочевидных признака женской красоты

Разбираемся, какие признаки свидетельствуют о женской красоте

Psychologies
4 важных витамина для поддержания хорошей памяти и здоровья мозга! 4 важных витамина для поддержания хорошей памяти и здоровья мозга!

Витамины, которых не хватает вашему организму

ТехИнсайдер
Жить легко и без усилий — правда или вымысел? Жить легко и без усилий — правда или вымысел?

В глубине души все хотят легкой и беззаботной жизни. Но возможно ли это?

Psychologies
Удаляем программу с удаленного компьютера несколькими способами Удаляем программу с удаленного компьютера несколькими способами

Как удалить программу с удаленного компьютера?

CHIP
Мамино время Мамино время

Когда вам перестали читать книги вслух? А когда читать вслух перестали вы?

Новый очаг
Объем эндокрана и размер моляров связали с темпами внутриутробного роста гоминид Объем эндокрана и размер моляров связали с темпами внутриутробного роста гоминид

Темпы пренатального роста у гоминид увеличились за последние шесть миллионов лет

N+1
Спасти и сохранить Спасти и сохранить

Как путешествовать по диким местам без ущерба для природы

РБК
Секреты Терракотовой армии: 5 удивительных фактов о величайшей археологической находке Секреты Терракотовой армии: 5 удивительных фактов о величайшей археологической находке

Ученые исследуют глиняных воинов императора Цинь Шихуанди уже почти полвека

Maxim
Почему мы так любим кошек: причины, из-за которых их невозможно не любить Почему мы так любим кошек: причины, из-за которых их невозможно не любить

На самом деле, объяснить любовь к кошкам можно и с научной точки зрения!

ТехИнсайдер
8 знаменитостей, о чьих болезнях вы даже не догадывались 8 знаменитостей, о чьих болезнях вы даже не догадывались

Принято считать, что звезды — это практически небожители. Однако это не так

ЖАРА Magazine
Он само совершенство Он само совершенство

Признаки того, что ты идеализируешь партнера

Лиза
После долгой реставрации в Санкт-Петербурге открывается Белый зал Фонтанного дома — о легендарном месте размышляет Сергей Николаевич После долгой реставрации в Санкт-Петербурге открывается Белый зал Фонтанного дома — о легендарном месте размышляет Сергей Николаевич

Чем так значим Белый зал в Шереметьевском дворце?

СНОБ
Изгой из франшизы Изгой из франшизы

«Андор»: человечный космический нуар

Weekend
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
Он опять плюется? Проверенные способы как почистить утюг и отучить его от вредной привычки Он опять плюется? Проверенные способы как почистить утюг и отучить его от вредной привычки

Утренняя глажка это как лотерея

ТехИнсайдер
Шок! Оказывается, ты всю жизнь пользовался попой неправильно Шок! Оказывается, ты всю жизнь пользовался попой неправильно

Прочитай наш гайд, и твоя попа будет тебе благодарна

Maxim
В ограбленном погребении знатной сакской женщины нашли бляшки из ископаемых моллюсков В ограбленном погребении знатной сакской женщины нашли бляшки из ископаемых моллюсков

Среди артефактов оказались и предметы из золота

N+1
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.
Алена Яковлева: Алена Яковлева:

Алена Яковлева уже более тридцати пяти лет служит в Театре сатиры

Караван историй
Открыть в приложении