Квантовая запутанность в физике

Квантовая запутанность является одним из центральных принципов квантовая физикахотя это также очень неправильно понято. Короче говоря, квантовая запутанность означает, что несколько частиц связаны друг с другом таким образом, что измерение квантового состояния одной частицы определяет возможные квантовые состояния другой частицы. Эта связь не зависит от расположения частиц в пространстве. Даже если вы разделите запутанные частицы на миллиарды миль, изменение одной частицы приведет к изменению другой. Хотя квантовая запутанность, кажется, передает информацию мгновенно, на самом деле она не нарушает классическую скорость света, потому что нет «движения» в пространстве.

Классический пример квантовой запутанности называется ЭПР парадокс. В упрощенной версии этого случая рассмотрим частицу с квантовым спином 0, которая распадается на две новые частицы, частицу A и частицу B. Частица A и Частица B уходят в противоположных направлениях. Однако исходная частица имела квантовый спин 0. Каждая из новых частиц имеет квантовый спин 1/2, но поскольку они должны складываться до 0, одна равна +1/2, а другая - -1/2.

Это соотношение означает, что две частицы запутаны. Когда вы измеряете вращение Частицы A, это измерение влияет на возможные результаты, которые вы можете получить при измерении вращения Частицы B. И это не просто интересный теоретический прогноз, но был проверен экспериментально с помощью тестов Теорема Белла.

Важно помнить, что в квантовой физике изначальная неопределенность в отношении квантового состояния частицы - это не просто недостаток знаний. Фундаментальное свойство квантовой теории состоит в том, что до акта измерения частица действительно не имеет определенное состояние, но находится в суперпозиции всех возможных состояний. Это лучше всего моделируется классическим экспериментом по квантовой физике, Кот Шредингерагде подход квантовой механики приводит к тому, что ненаблюдаемая кошка одновременно жива и мертва.

Одним из способов интерпретации вещей является рассмотрение всей вселенной как единой волновой функции. В этом представлении эта «волновая функция вселенной» будет содержать термин, который определяет квантовое состояние каждой частицы. Именно такой подход оставляет открытой возможность для утверждений о том, что «все связано», которым часто манипулируют (преднамеренно или путем честной путаницы), чтобы в конечном итоге получить такие вещи, как физические ошибки в Секрет.

Хотя эта интерпретация действительно означает, что квантовое состояние каждой частицы во вселенной влияет на волновую функцию любой другой частицы, это происходит только математически. На самом деле нет такого рода эксперимента, который мог бы когда-либо - даже в принципе - обнаружить эффект в одном месте, обнаруживаясь в другом месте.

Хотя квантовая запутанность кажется странной научной фантастикой, уже есть практическое применение этой концепции. Он используется для связи в дальнем космосе и криптографии. Например, NASA Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer (LADEE) продемонстрировало, как квант Запутывание может использоваться для загрузки и выгрузки информации между космическим кораблем и наземным приемник.

Отредактировано Энн Мари Хельменстин, доктор философии