КВАНТОВА ЗАПУТАННІСТЬ ДОЗВОЛЯЄ ПЕРЕДАВАТИ СТАН КРІЗ ЧАС
ЗДАРРРРРРРРРРРРРРРРРРРРРРРРРРОВА;) ВИЛОВИВ В ІНТЕРНЕТІ…КВАНТОВА ЗАПУТАННІСТЬ ДОЗВОЛЯЄ ПЕРЕДАВАТИ СТАН Крізь часів часу
Фізики з Єврейського університету в Єрусалимі експериментально охарактеризували заплутування кількох фотонів, рознесених у часі. Заплутаність двох квантових систем можна представити як поява між ними некласичних кореляцій за яким-небудь параметром, який може приймати принаймні два значення для кожної системи. При цьому вимір стану першої системи миттєво і однозначно визначатиме стан другої, що знаходиться на довільному видаленні. Така незвичайна властивість, яка бентежила Ейнштейна, Подільського і Розена, тепер сприймається як прояв нелокальності квантової теорії. Оскільки маніпулювати фотонами порівняно легко, у дослідах, які встановлюють цю нелокальність, найчастіше використовуються саме вони. Заплутані по поляризації стану фотонів вчені створюють за допомогою нелінійних кристалів, покладаючись на спонтанне параметричне розсіювання - ефект "розділу" фотонів, що падають на кристал, на пари частинок із сумарними енергією та імпульсом, рівними енергії та імпульсу вхідних квантів світла. Такі пари можуть знаходитися в максимально заплутаних станах, відомих як стан Белла. Заплутування також можна досягти шляхом вимірювання станів Белла, тобто проектування спільного стану двох частинок на базис станів Белла. Ця операція закладена у загальноприйнятий протокол квантової телепортації і дозволяє заплутувати фотони без жодної взаємодії між ними, створюючи дві незалежні заплутані пари квантів 1-2 та3-4, а потім виконуючи вимірювання станів Белла над частинками 2 і 3. В результаті заплутаними виявляються частинки 1 і 4, які можуть перебувати на значній відстані один від одного. Подібний «перенесення заплутування» став ключовим елементом дуже цікавого уявного експерименту з парадоксальним результатом, описаного співробітником Ізраїльського технологічного інституту Ашером Пересом (Asher Peres) у 1999 році. Дві створені пари заплутаних фотонів дослідник запропонував розділяти так, щоб частки 1 і 4 відправлялися першому та другому учасникам досвіду (Алісі та Бобу), а частинки 2 та 3 – третьому (Віктору). Після цього Аліса та Боб мають провести вимірювання поляризації над своїми фотонами та зберегти отримані дані. Потім Віктор вирішує, як йому вчинити зі своїми фотонами (виконувати над ними вимір станів Белла або вимірювати їх окремо), реалізує задумане та повідомляє про результати Алісі та Бобу. Як з'ясувалося, у такій ситуації рішення Віктора, прийняте ним уже після вимірювання фотонів 1 і 4, визначатиме, які кореляції між частинками — квантові чи класичні — виявлять Аліса та Боб під час аналізу інформації. Нелогічний ефект «впливу» дій у майбутньому на події, що вже відбулися, був зареєстрований у реальному експерименті навесні цього року, коли австрійські фізики відтворили всі необхідні елементи схеми Переса на лабораторному столі. Автори нової роботи пішли далі і склали схему такого досвіду, який наочно демонструє нелокальність квантової механіки не лише у просторі, а й у часі. У їх варіанті методики фотон 1 вимірюється (реєструється) відразу після народження заплутаної пари 1-2, яке партнер затримується до появи пари 3-4, після чого стан частинок 2 і 3 проектується на базис станівБелла. Коли квант 1 вимірюється, він, природно, не може «знати» про те, що незабаром буде створено фотон 4, проте ці два кванти, що існують на різних відрізках часу, повинні теоретично виявляти квантові кореляції. Іншими словами, вимірювання фотона 4 має впливати на фізичний опис фотона 1, що знаходиться в минулому (або вимірювання першої частинки має впливати на майбутнє опис останньої). Ці викладки ізраїльтяни перевірили за допомогою титан-сапфірового лазера, що працював в імпульсному режимі з частотою проходження в 76 МГц, нелінійного кристала бета-борату барію, лінії затримки на 105 нс (час, за який лазер видає вісім імпульсів). та набору стандартних оптичних елементів. Як і очікувалося, спостереження підтвердили факт заплутування фотонів 1 і 4. Підготовлено за матеріалами arXiv.