«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

РНК нейрональных предшественников в гиппокампе указала на нейрогенез у взрослых РНК нейрональных предшественников в гиппокампе указала на нейрогенез у взрослых

Как ученые подтвердили нейрогенез у взрослых

N+1
Как перестать сравнивать себя с коллегами и победить синдром самозванца — личный опыт топ-менеджера Microsoft Как перестать сравнивать себя с коллегами и победить синдром самозванца — личный опыт топ-менеджера Microsoft

Крис Капоссела рассказал о том, как он перестал сравнивать себя с другими

Inc.
Мухи распространили украденные у муравьев семена мирмекохорных растений Мухи распространили украденные у муравьев семена мирмекохорных растений

Как двукрылые насекомые распространяют семена

N+1
Коридор затмений предвещает беду: 5 главных мифов об астрономическом явлении Коридор затмений предвещает беду: 5 главных мифов об астрономическом явлении

Несет ли беду солнечное затмение?

Psychologies
Путь Дзэн Путь Дзэн

Истоки, принципы, практика

kiozk originals
«Ребенка это не касается»: чем опасна детская травма свидетеля «Ребенка это не касается»: чем опасна детская травма свидетеля

Дети, систематически наблюдающие насилие в семье, переживают травматизацию

Forbes
Город движущихся толп Город движущихся толп

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

Weekend
«Рецидив вызвал у меня злость»: история читательницы о дважды пройденном онколечении «Рецидив вызвал у меня злость»: история читательницы о дважды пройденном онколечении

История читательницы о том, как онкология изменила ее жизнь

Psychologies
Поиск суженого: откуда хромосомы знают, что они гомологичные Поиск суженого: откуда хромосомы знают, что они гомологичные

Как хромосомы встречаются и приступают к рекомбинации?

СНОБ
Помогают помогать: как российские компании поддерживают благотворительность в 2022 году Помогают помогать: как российские компании поддерживают благотворительность в 2022 году

Как строят свою благотворительную стратегию в кризисные для фондов времена

СНОБ
Когда клиент оказался маньяком: какие принципы психотерапии раскрывает новый сериал «Пациент» Когда клиент оказался маньяком: какие принципы психотерапии раскрывает новый сериал «Пациент»

Сериал «Пациент» — драма о сложных взаимоотношениях врача и пациента

Psychologies
Слово, которое стало зданием Слово, которое стало зданием

Григорий Ревзин о том, в чем магия «говорящей архитектуры»

Weekend
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
Исследовательница из Гарварда назвала 8 типов сложных в работе людей (и как ладить с самыми невыносимыми) Исследовательница из Гарварда назвала 8 типов сложных в работе людей (и как ладить с самыми невыносимыми)

Первый шаг к общению с раздражающими коллегами — знать, с кем вы имеете дело

Inc.
Секс с новыми вводными Секс с новыми вводными

Секс — это в первую очередь мозги

Men Today
Как создательница Bobbi Brown Cosmetics продвигает в TikTok свой новый бренд Как создательница Bobbi Brown Cosmetics продвигает в TikTok свой новый бренд

Визажистка Бобби Браун запускает новый бизнес

Forbes
Детская урбанистика: как бизнес может создавать комфортную городскую среду Детская урбанистика: как бизнес может создавать комфортную городскую среду

Дети становятся важным ориентиром для развития городских проектов будущего

Forbes
7 образов молодой Бьянки Джаггер, которыми она предсказала современные тренды 7 образов молодой Бьянки Джаггер, которыми она предсказала современные тренды

Смелые эксперименты Бьянки Джаггер стали главными трендами нашего времени

VOICE
Как достижения космонавтики отразились в советском фарфоре Как достижения космонавтики отразились в советском фарфоре

В 1950-х в СССР началась «космическая эра». Как она отразилась на фарфоре?

Культура.РФ
«Грязные танцы», «Событие», «Священные узы»: 6 фильмов о самом сложном выборе женщины «Грязные танцы», «Событие», «Священные узы»: 6 фильмов о самом сложном выборе женщины

Фильмы о том, как чувствуют себя женщины, лишенные права на аборт

Forbes
Болезнь Бехтерева — новая эпидемия: как не пропустить первые симптомы Болезнь Бехтерева — новая эпидемия: как не пропустить первые симптомы

Как распознать аксиальный спондилоартрит?

Psychologies
Солнечное затмение: формы, частота, факты Солнечное затмение: формы, частота, факты

Почему происходит солнечное затмение?

ТехИнсайдер
«У нас есть слово «бабки», а в китайском языке аналогов не существует» «У нас есть слово «бабки», а в китайском языке аналогов не существует»

Продюсер Сергей Пудовкин — как Витасу удалось стать китайским идолом?

Правила жизни
Боремся со стрессом: что такое медитация и как начать медитировать Боремся со стрессом: что такое медитация и как начать медитировать

Всего 20 минут медитации в день и вы снизите уровень стресса

ТехИнсайдер
Самые красивые грузинки — артистки, модели, телеведущие, которых ты точно знаешь! Самые красивые грузинки — артистки, модели, телеведущие, которых ты точно знаешь!

Грузинки славятся своей красотой, стилем, характером и утонченными манерами

VOICE
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
Почему забота превращается в гиперопеку: 3 глубинные причины — проверьте себя Почему забота превращается в гиперопеку: 3 глубинные причины — проверьте себя

Как отличить опеку от заботы? Как научиться заботиться правильно?

Psychologies
96% руководителей больше замечают и ценят работу сотрудников в офисе, а не на удаленке 96% руководителей больше замечают и ценят работу сотрудников в офисе, а не на удаленке

Насколько важно на самом деле находиться в одном офисе с командой?

Inc.
Доставка искусства Доставка искусства

Основательницы beauty-пространства Wig Dealers Саша Винер и Катя Архипова

OK!
Как изменились актеры сериала Как изменились актеры сериала

Как изменились главные актеры популярного российского сериала «Кухня»?

VOICE
Открыть в приложении