Найти в Дзене

Нелокальность в квантовой физике: основа квантовой телепортации и криптографии

Как известно, Эйнштейн полагал, что вероятностное описание состояния квантовых систем на языке волновых функций не является исчерпывающим: он не верил, что состояние квантового объекта определяется случайно, но вероятность одних состояний больше вероятности других. Известна так же его фраза «Я не верю, что Бог играет в кости». Он предположил, что существуют некоторые скрытые параметры, знание которых помогло бы нам предсказать состояние квантового объекта в любой следующий момент времени. Однако, если бы такие параметры существовали, подтверждались бы так называемые неравенства Белла. Экспериментальное подтверждение этих неравенств доказало бы правоту Эйнштейна и других сторонников скрытых параметров. В 1982 году такой эксперимент был поставлен Аспеком, а его результаты показали нарушение неравенств Белла.

tehnot.com
tehnot.com

Кроме того, результаты эксперимента позволили сделать ряд очень важных выводов. Оказывается, свойства квантовых объектов не могут существовать независимо от способа их измерения. В эксперименте использовались связанные пары фотонов. Как только измерялось свойство одного фотона (поляризация), связанный с ним фотон в это же время приобретал точно такое же свойство. Можно было бы предположить, что существует некоторый сигнал, которым обмениваются фотоны, сообщая друг другу о том, что "на них посмотрели". Однако эксперимент был поставлен таким образом, что этот сигнал мог передаваться только быстрее скорости света. Это или невозможно (по современным представлениям), или означает, что сигнал может передаваться мгновенно, как бы далеко друг от друга не находятся фотоны, хоть на разных концах галактики.

Описанное свойство аналогично тому, чтобы карты, которые кто-то вытягивает в Париже, совпадали с картами, вытягиваемыми в Токио. Это свойство - связь между случайными событиями на больших расстояниях - получило название нелокальности.

Свойство нелокальности приводит к возможности таких явлений, как квантовая телепортация и квантовая криптография. Интересен вопрос: заключена ли тайна этого свойства в самих фотонах или сознание наблюдателя вступает в игру?

Читайте также:

Мифы о физике: квантовая физика доказывает существование бога
Мифы о физике: квантовая физика говорит, что всё случайно
Мифы о физике: теория относительности ≠ всё относительно