Квантова заплутаність

Коли дві частинки переплітаються, їхні стани стають взаємопов'язаними. Це означає, що стан однієї частинки впливає на стан іншої, навіть якщо вони знаходяться на відстані двох галактик. Цей феномен має дуже гарну назву: кореляція.

Тип зв'язку варіюється, оскільки залежить від природи частинки. Не одне й те саме бути фотоном, електроном чи атомом. Але вплив завжди миттєвий. Якщо орієнтація фотона вертикальна, орієнтація іншого фотона буде негайно вертикальною. Якщо спін однієї частинки спрямований вгору, спін іншої буде негайно спрямований вниз. Ми знаємо це, тому що, коли ми вимірюємо стан однієї частинки, інша проявляє його синхронно.

Цікаво, що легко повірити, що дві частинки можуть спілкуватися миттєво через простір, коли ти закоханий, і також легко відкинути це, коли це не вписується в твою теорію відносності.

Парадокс ЕПР

Ервіну Шредінгеру було стільки ж років, скільки мені зараз, коли він запропонував концепцію квантової заплутаності, щоб захиститися від статті, опублікованої в травневому номері журналу Physical Review 1935 року. Вона називалася «Чи можна вважати квантово-механічний опис фізичної реальності повним?». Це найбільш цитована стаття з сучасної фізики, більш відома як парадокс ЕПР за іменами її авторів: Альберта Ейнштейна, Бориса Подольського та Натана Розена. Їй виповнюється 90 років.

Чудове тріо визнавало, що «кореляція» частинок спостерігається технічними засобами і передбачається математичними методами, і тому вони були готові визнати її реальність. Але вони стверджували, що повинні існувати приховані змінні, один або кілька елементів фізичної реальності, які ще не спостерігалися, ймовірно, через відсутність відповідних інструментів.

І вони відкидали можливість того, що це відбувається миттєво, тому що принцип локальності, фундаментальна концепція фізики, стверджує, що ніщо не може поширюватися швидше за швидкість світла. Це мав бути міраж, миттєвість. Розумова хитрість.

Альтернативна реальність

Ейнштейн пішов у могилу, стверджуючи, що не існує «примарних дій на відстані», які миттєво з'єднують різні точки Всесвіту. Він був, ймовірно, найбільш кваліфікованою і водночас найбільш неохочою людиною, яка погоджувалася прийняти альтернативну реальність, особливо коли вона вносить невизначеність туди, де раніше був заспокійливий детермінізм. Ось що таке упередження.

Сьогодні ми знаємо, що він не мав рації. Ми також знаємо, що квантовий зв'язок – це делікатний стан. Подібно до того, як вони заплутуються, дві частинки можуть легко втратити зв'язок.

Руйнування квантової когерентності

• Будь-який фактор може спричинити це: розсіяні частинки, радіація, тепловий шум.
• Це може статися випадково, без чийогось бажання.
• Навіть якщо всі зацікавлені сторони докладуть усіх зусиль.

Коли заплутана частинка взаємодіє з елементами поза її заплутаною системою, достатня доза зовнішнього впливу може зруйнувати квантову когерентність.

Якщо одна з частинок падає в чорну діру, вона від'єднається під впливом радіації. Але це також можна спровокувати навмисно, вводячи шум або перешкоди, поки частинки не перестануть розділяти хвильову функцію. Переривати або спотворювати зв'язок, поки їх унікальна кореляція не розпадеться, і частинки знову починають поводитися так, як вони поводилися до того, як познайомилися: як окремі сутності з різними характеристиками. Цей процес руйнування зв'язку також має відповідну назву: демонтаж.