350 подписчиков

Квантовая запутанность и теорема Белла: почему Бор прав, а Эйнштейн - нет?

1 минута

1262 прочтения

13 мая 2019

Как известно, Копенгагенская интерпретация квантовой физики отвергает существование каких-либо локальных скрытых переменных при описании эволюции квантовой системы, утверждая, что возможно лишь вероятностное описание на языке волновых функций. Подтверждение (или опровержение) позиций сторонников скрытых параметров требовало выполнения (или нарушения) так называемых неравенств Белла. Как показывает эксперимент Аспека со связанными фотонами, эти неравенства нарушаются, тем самым доказывая правоту Нильса Бора и Копенгагенской интерпретации.

Квантовая запутанность

В ситуации, когда у вас есть две квантово-запутанные частицы А и Б, их свойства коррелируют. Пусть суммарный спин (собственный момент импульса) равен нулю. Тогда спин A может быть 1/2, а спин Б может быть -1/2 (или наоборот). Квантовая физика говорит нам, что до измерения эти частицы находятся в суперпозиции возможных состояний.

Однако, как только вы измеряете спин A, вы точно знаете значение спина Б без необходимости измерять его напрямую. Загадка теоремы Белла заключается в том, как информация о том, что мы измерили спин А, передается от частицы А к частице Б.

Если на частицу Б непосредственно влияет измерение частицы А, то это означает, что предположение о локальности нарушается. Другими словами, каким-то образом "сигнал" мгновенно перешёл от частицы А к частице Б, хотя они могут быть разделены достаточно большим расстоянием, и сигнал приходит быстрее, будто движется быстрее скорости света. Это означает, что квантовая механика проявляет свойство нелокальности (подробнее).

Такая нелокальность в квантовой механике относится только к конкретной информации, которая запутана между двумя частицами (спину в приведенном выше примере). Измерение А не может быть использовано для мгновенной передачи какой-либо другой информации Б на большие расстояния.

Читайте также: