«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

Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль

Почему может развиться хроническая боль на фоне снижения массы тела

N+1
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
В Словакии обнаружили средневековое золотое кольцо с корундом со Шри-Ланки В Словакии обнаружили средневековое золотое кольцо с корундом со Шри-Ланки

Археологи описали необычное золотое кольцо, найденное в словацком городе Зволен

N+1
Виктория Токарева: «Мы живем не так, как хочется, а как получается...» Виктория Токарева: «Мы живем не так, как хочется, а как получается...»

«У тебя есть особенность — возле тебя я становлюсь гениальным»

Коллекция. Караван историй
Недобрососедские отношения: как зумеры обесценили мечту миллениалов и что из этого получилось Недобрососедские отношения: как зумеры обесценили мечту миллениалов и что из этого получилось

Почему зумерам и миллениалами так сложно взаимодействовать друг с другом?

Правила жизни
3 секрета, чтобы стать лучшими бабушкой и дедушкой 3 секрета, чтобы стать лучшими бабушкой и дедушкой

Психологическое здоровье ваших внуков зависит от того, какими вы будете

Psychologies
Радио геноцида: за что в Гааге судят мультимиллионера из Руанды Радио геноцида: за что в Гааге судят мультимиллионера из Руанды

Один из самых массовых геноцидов в истории

Forbes
Как человечество закурило: международная история одной зависимости Как человечество закурило: международная история одной зависимости

Как же мы закурили — и когда?

Правила жизни
На золотой волне На золотой волне

По сути, это квартира с функционалом загородного дома

SALON-Interior
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
Критическое мышление и принцип согласия: как секс-образование делает мир безопаснее Критическое мышление и принцип согласия: как секс-образование делает мир безопаснее

Саша Казанцева — почему о сексе мало исследований и почему насилие на замечают

Forbes
Мое личное тело Мое личное тело

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

Добрые советы
«На моих условиях»: как перестроить отношения с родителями, если я вырос, а они состарились «На моих условиях»: как перестроить отношения с родителями, если я вырос, а они состарились

Могут ли выросшие дети создать новые отношения с уже состарившимися родителями?

Psychologies
Ника Гаркалина: Ника Гаркалина:

Дочь Валерия Гаркалина вспоминает об отце

Караван историй
Хабенский-Каренин и «Сын» Бутусова: как прошла «Золотая маска» в Красноярске Хабенский-Каренин и «Сын» Бутусова: как прошла «Золотая маска» в Красноярске

Пять спектаклей из Москвы и Новосибирска привезла «Золотая Маска» в Красноярск

СНОБ
Лукерья Ильяшенко: Лукерья Ильяшенко:

Лукерья Ильяшенко — о любимых ролях, стремлении к свободе и необычном имени

Караван историй
Одежда на будущее Одежда на будущее

Меховой дом Re-Look Furs предлагает новый взгляд на мех

Grazia
Меню последнего обеда Меню последнего обеда

Вечер 3 марта 1917 года в царском поезде…

Дилетант
Как после 50 лет оставаться в хорошей форме Как после 50 лет оставаться в хорошей форме

Неужели после 50 нельзя быть подтянутым и спортивным?

ТехИнсайдер
Квадры решают все Квадры решают все

Квадроцикл — это не только неприхотливый вездеход для вылазок на рыбалку

Men Today
Начать заново Начать заново

Как две подруги основали в Воронеже студию реставрации старой мебели

Новый очаг
Живее всех живых. Посмотрите, какие машины все еще выпускают Живее всех живых. Посмотрите, какие машины все еще выпускают

Kегендарные автомобили, которые все еще можно купить новыми

РБК
Что такое FPS и пинг в играх Что такое FPS и пинг в играх

Что такое ФПС, от чего он зависит и как влияет на игровой процесс

CHIP
Чем нужно завтракать, чтобы поддержать здоровье сердца? Проверьте, входит ли это блюдо в ваш рацион Чем нужно завтракать, чтобы поддержать здоровье сердца? Проверьте, входит ли это блюдо в ваш рацион

Каша — одно из самых полезных блюд для нормальной работы сердца

ТехИнсайдер
«Это жизни наших ребят» «Это жизни наших ребят»

Воспоминания Анатолия Черняева: Афганская война, январь 1989 года

Дилетант
Как питаться в стрессе: принципы полезной диеты — узнайте выводы ученых Как питаться в стрессе: принципы полезной диеты — узнайте выводы ученых

Как правильный рацион может помочь пережить стресс

Psychologies
«Дочь недостаточно красива»: как отношение отца влияет на нашу самооценку «Дочь недостаточно красива»: как отношение отца влияет на нашу самооценку

Как неразрешенный конфликт с родителем может влиять на нас во взрослом возрасте

Psychologies
5 семейных кризисов: как выйти на новый уровень отношений 5 семейных кризисов: как выйти на новый уровень отношений

Можно ли избежать сложных периодов в семье? И что делать, когда они наступают?

Psychologies
Фаина Раневская: «...Я поняла, в чем мое несчастье. Я не актриса, а скорее поэт, доморощенный философ...» Фаина Раневская: «...Я поняла, в чем мое несчастье. Я не актриса, а скорее поэт, доморощенный философ...»

«Эта история началась, когда я получила доступ к архивам Фаины Раневской»

Коллекция. Караван историй
Образ жизни Образ жизни

Архитектор и дизайнер Аня Дружинина показывает дачу с садом

Собака.ru
Открыть в приложении