Запутанность исуперпозиция залог успешной телепортации
Мечта о телепортации атомов, молекул и, быть может, кроме того громадных объектов в первый раз стала настоящей возможностью — информирует издание New Scientist.
Прогресс достигнут благодаря физикам, предложившим способ, при помощи которого теоретически возможно «запутать» любую частицу.
Дабы не запутаться сначала, давайте разберемся с терминами, в частности, что такое квантовая «запутанность» (quantum entanglement — одно из названий «соотношение неопределённостей») и «суперпозиция» (superposition). В этом может оказать помощь статья Ли Хендерсона и Владко как следует (Leah Henderson and Vlatko Vedral), каковые постарались растолковать всё это несложнее:
Все мы довольно часто замечаем так именуемую корреляцию, другими словами связь, соотношение предметов, явлений либо понятий. К примеру, представьте себе, что вы стали свидетелем ограбления банка.
Преступник направляет пистолет на испуганного кассира. Так вот, глядя на кассира, вы имеете возможность определить, стреляло оружие либо нет: в случае если бедолага цел и невредим — оружие не стреляло, мёртв либо ранен — напротив.
Иначе, глядя на оружие и узнав, стреляло ли оно, вы имеете возможность определить, жив кассир либо мёртв. Так, мы можем сказать, что имеется прямая корреляция между состоянием кассира и состоянием оружия: «стреляло значит мёртв» и «не стреляло значит жив».
Наряду с этим мы полагаем, что преступник стреляет лишь чтобы убить и ни при каких обстоятельствах не промахивается.
В мире микроскопических объектов, обрисованных квантовой механикой, не всегда всё так легко. Вообразите атом, что имел возможность бы подвергнуться радиоактивному распаду в определённый временной отрезок.
Либо не имел возможности бы. Мы можем ожидать, что у этого атома имеется лишь два вероятных состояния: «распад» и «не распад», так же, как в ситуации с ограблением, но в квантовой механике у атома возможно некое объединённое состояние — «распада — не распада», другими словами ни то, ни второе, а как бы между.
Вот это состояние и именуется «суперпозицией».
Один из самых распространённых примеров для объяснения правил квантовой телепортации: Алиса телепортирует Бобу «запутанную» частицу
Так, атомы смогут быть коррелированны так, что в случае если первый распался — распадётся второй, и напротив. Это — 100% корреляция.
Но в мире квантовой механики тот же самый принцип действует и для атомов, находящихся в «суперпозиции». Корреляция атомов в «суперпозициях» и именуется «запутанностью» либо «соотношением неопределённостей».
Неприятность, как вы осознаёте, пребывает в том, что в повседневной судьбе мы не встречаем что-либо в «суперпозиции», к примеру, «мёртво-живого» кота либо «мёртво-живого» кассира, но, в принципе, в случае если мы ожидаем, что квантовая механика будет полноценной теорией, обрисовывающей любой уровень отечественного опыта, такие необычные состояния должны быть вероятны.
Где заканчивается необычный квантовый мир и начинается привычный хороший? Эти неприятности обсуждаются десятилетиями, соответственно, существует множество разных толкований и объяснений квантовой теории.
Внимание к данной проблеме было привлечено ещё в 1935 году, в то время, когда Эйнштейн (Einstein), Подольский и Роузен (Rosen) затеяли спор о необычном поведении «запутанности». Они считали, что измерение какой-либо динамической переменной у одной частицы не имеет возможности создать определённое значение данной переменной у второй удалённой частицы.
Подразумевалось, что теория квантовой механики была неполноценной, потому, что не были обнаружены некие скрытые параметры.
Всё это стало причиной узнаваемые дебаты между Нильсом Бором и Эйнштейном (Niels Bohr), причём последний утверждал, что теория квантовой механики полноценна, а неприятности Эйнштейна появились вследствие того что он пробует трактовать теорию через чур практически.
Но в первой половине 60-ых годов двадцатого века благодаря Джону Беллу (John Bell), что вывел собственное известное «неравенство», противостояние разрешилось помой-му в пользу квантовой механики. По солидному счёту, дискуссии длятся, а на сегодня мы имеем приблизительно следующее: «соотношение неопределённостей» разрешает двум частицам вести себя одинаково, независимо от того, на каком расстоянии друг от друга они находятся.
Если вы измеряете состояние одной частицы — вы срочно определяете состояние второй, у которой появляются совершенно верно такие же характеристики — это и имеется квантовая телепортация.
До сих пор физики имели возможность «запутывать» лишь фотоны, атомы и электроны, применяя разные способы в каждом конкретном случае, но сейчас физики, в соответствии с информации New Scientist, считают прошлые схемы «через чур специфичными» и информируют, что теоретически возможно телепортировать каждые частицы а также «громадные» молекулы. Сугато Бозе (Sougato Bose, University of Oxford) из Оксфордского университета и Дайпенкэр Хоум (Dipankar Home, Bose Institute in Calcutta) из Университета Бозе в Калькутте показали механизм, при помощи которого этого возможно добиться.
Чтобы выяснить, как трудится данный механизм, нужно разглядеть угловой момент либо спин (вращение) электрона. Дабы создать «соотношение неопределённостей» электронов, другими словами «запутать» их, необходимо убедиться, что они аналогичны во всех отношениях, по окончании чего выстрелить этими электронами в расщепитель луча (beam splitter).
Механизм «расщепляет» любой из электронов, приводя их в квантовое состояние «суперпозиции», благодаря чего электрон с равной долей возможности будет двигаться по одному из двух дорог. Какой путь «выбрал» электрон, возможно определить, лишь найдя его.
В случае если «расщеплять» два электрона в один момент, то вероятны два варианта: оба электрона направятся по одному пути либо же любой по отдельному.
Бозе и Хоум вычислили, что всегда, в то время, когда на каждой из двух «дорожек» будет по одному электрону, — они «запутаны». Это даёт им основания предполагать, что «запутанные» частицы смогут происходить из различных свободных источников.
Похожие испытания проводились и проводятся в мире, а огорчают по солидному счёту две вещи: во-первых, не всё ясно — неискушённому человеку разобраться в квантовой механике очень сложно и весьма немногие предпринимают попытку растолковать, что к чему, а во-вторых — квантовая телепортация, в возможности появления которой уже мало кто сомневается, не разрешит телепортировать человека.
Редакция готова разглядеть каждые материалы читателей по теме «Квантовая телепортация». Пишите нам!
