Ровно 84 года назад, летом 1935 года физики Альберт Эйнштейн и Эрвин Шредингер вступили в долгую переписку о последствиях новой теории квантовой механики.
В центре их беспокойства было то, что Шредингер позже назвал запутанностью: неспособность описать две квантовые системы или частицы независимо после их взаимодействия.
До своей смерти Эйнштейн оставался убежденным, что запутанность показала, что квантовая механика была неполной. Шредингер думал, что запутанность была определяющей чертой новой физики, но это не означало, что он принял ее легко.
«Я, конечно, знаю, как математически работает этот фокус-покус, — писал он Эйнштейну 13 июля 1935 года. — Но мне не нравится такая теория».
Знаменитая кошка Шредингера, подвешенная между жизнью и смертью, впервые появилась в этих письмах как побочный продукт борьбы за то, чтобы объяснить, что беспокоило этих выдающихся физиков.
Проблема в том, что запутанность нарушает то, как мир должен работать. Например, информация не может двигаться быстрее скорости света.
Но в статье 1935 года Эйнштейн и его соавторы показали, как запутывание приводит к тому, что сейчас называется квантовой нелокальностью, «жуткой» связью, которая, кажется, существует между запутанными частицами.
Если две квантовые системы встречаются, а затем разделяются, даже на расстоянии тысяч световых лет, становится невозможным измерить характеристики одной системы (такие как ее положение, импульс и полярность), не приводя мгновенно другую систему к соответствующему состоянию.
До сегодняшнего дня большинство экспериментов проверяли запутанность в пространственных промежутках. Предполагается, что «нелокальная» часть квантовой нелокальности относится к запутыванию свойств в пространстве. Но что, если запутывание также происходит во времени? Есть ли такая вещь, как временная нелокальность? Ответ, как оказалось, да.
Команда физиков из университета в Иерусалиме в 2013 году сообщила, что они успешно запутали фотоны, которые никогда не сосуществовали.
Предыдущие эксперименты с использованием метода, называемого «обмен запутанностью», уже показали квантовые корреляции во времени, задержав измерение одной из сосуществующих запутанных частиц; но Эли Мегидиш и его сотрудники были первыми, кто показал запутанность между фотонами, которые вообще не перекрывались в течении их существования.
Что это может значить? На первый взгляд, это так же тревожно, как сказать, что полярность звездного света в далеком прошлом — скажем, более чем в два раза старше жизни Земли – тем не менее повлияла на полярность звездного света, падающего через ваш любительский телескоп сегодня.
Что еще более странно: возможно, это означает, что измерения, проведенные вашим глазом при падении звездного света через ваш телескоп в настоящее время, каким-то образом продиктовали полярность фотонов более 9 миллиардов лет назад.