В прошлом месяце миллиардер Юрий Мильнер и астрофизик Стивен Хокинг, сообщило о продвижении проекта Starshot: очень амбициозный план, чтобы отправить первого человека-сделанного корабля в другой звездной системы в нашей галактике. Гигантский лазер массив может работать камера, размером с микрочип к другой звезде со скоростью 20% света. Но понятно, как это небольшое устройство, Вы можете связаться с нами через огромное межзвездное пространство. Как насчет квантовой запутанности? Можно использовать его для подключения?
Эта идея, безусловно, заслуживает внимания.
Представьте себе две монеты, каждая из которых может выпасть Орел или решка. Валюта, которая есть, другой меня, и мы очень далеко друг от друга. Бросить свою монету в воздух, схватить их и заляпать стол. Прежде чем глядя на упавшую фигуру, то следует ожидать, что хвосты будут падать с вероятностью 50/50, и Орел, конечно, тоже. В нормальных условиях, Вселенной nezapuschennoy, Ваши и мои результаты будут независимы друг от друга. Если вы попали хвосты, моей валюте с вероятностью 50% будет соответствовать лицом или верить. Но в определенных условиях эти результаты могут быть немного неловко: если провести этот эксперимент, и это хвосты, вы будете знать, что моя монета с вероятностью 100% отображается Орел, прежде чем я собираюсь сказать об этом. Вы узнаете об этом мгновенно, даже если нас разделяют световые годы и не тратить ни секунды.
В квантовой физике мы обычно не путайте монеты, и некоторые частицы, такие как электроны и фотоны, где каждый Фотон может иметь спин +1 или -1. Если мы измеряем спин фотона, вы будете мгновенно знать спин другого, даже если он находится на поселении из нас. До тех пор, пока вы измеряете спин фотона, который существует в неопределенном состоянии; но, как только мера, которая будет сразу же об этом узнаете. На Земле мы провели эксперимент, разделив два запутанных фотона на много километров и для измерения их спины в наносекунды. Оказалось, что если мы измеряем спин одного и это +1, мы знаем, что другой спин -1 до 10 000 раз быстрее, чем это было бы со скоростью света.
И вот вопрос: можем ли мы использовать это свойство — квантовая запутанность — для подключения к удаленной звездной системы? Ответ: Да, если мы предположим, что измерения на удаленном сайте форму связи. Но когда вы говорите, “коммуникация”, в целом вы хотите что-то узнать о месте контакта. Вы можете, например, сохранить запутанных частиц в неизвестном состоянии, отправить ее на борт корабля к ближайшей звезде и скажи ему, чтобы искать признаки твердых планет в зоне обитаемости этой звезды. Увидев это, он делает измерения, что приводит к тому, что частица будет находиться в состоянии +1, а если нет, то меры, показано, что частица находится в состоянии -1.
Поэтому, предположим, что вы-частица на Земле должен уметь -1, когда мы измеряем то, что скажет вам, что корабль нашли планету в обитаемой зоне, или в состоянии +1, Что вы можете сказать о том, что машина планеты не было найдено. Если вы знаете, что измерения были проведены, вы сможете сделать изготовленный на заказ размер и мгновенно узнать состояние другой частицы, даже если он находится за много световых лет.
Волновая картина на электрон проходит через двойную щель. Если измерять через какую щель электрон проходит, это разрушит интерференционную картину квантовой.
План хорош. Но есть одна проблема: путаница, работает только если он просит для частицы в состоянии он находится? Если поставить запутанных частиц в определенном состоянии, вы уничтожите запутанности и измерений, проведенных на Земле будут полностью независимы мер далеких звезд. Если вы просто измерить дальние частиц (и нашли его: +1 или -1), то ее оценка на местах также будет -1 или +1 (соответственно) и даст информацию о частице, которая находится за много световых лет. Если вы погрузите частиц в состоянии +1 или -1, то, независимо от результата, сюжет будет на первом с 50% вероятностью +1 или -1, и ничего не говорит о частице в течение многих световых лет.
Это одна из самых непонятных вещей в квантовой физике: запутанность может быть использована для получения информации о компонентах системы, когда вы знаете ее полное условие и проводить оценку другим компонентом (ами), но не для создания и перевода информации из одной части запутанной системы к другой. Так что нет никакого способа, чтобы общаться быстрее, чем свет не появляются.
Квантовая запутанность-это удивительная особенность, которую мы можем использовать для много различных проблем, таких как совершенная система шифрования информации. Но связь быстрее скорости света? Чтобы понять, почему это невозможно, мы должны понимать, ключевым свойством квантовой физики: что насильственное погружение, по крайней мере, часть запутанной системы в состоянии, которое не позволяет получить информацию о этот прыжок через измерение других компонентов системы. Как метко однажды Нильс Бор: “если квантовая механика до сих пор в глубоком шоке от тебя, ты ничего не понял”.
Вселенная постоянно играет с нами в кости, к большому огорчению Эйнштейна. Даже наши лучшие попытки обмануть в этой игре, характер раскрывается в корень.
Возможно ли использование квантовой запутанности для общения быстрее, чем свет?
Илья Хель