Чи можуть заплутані частинки спілкуватися швидше, ніж світло?

Заплушення – це, мабуть, один із найбільш заплутаних аспектів квантової механіки. На його поверхні заплутування дозволяє частинкам миттєво спілкуватися на величезних відстанях, очевидно, порушуючи швидкість світла. Але хоча заплутані частинки пов’язані, вони не обов’язково діляться інформацією між ними.

У квантовій механіці частинка насправді не є частинкою. Замість того, щоб бути жорсткою, твердою, точною точкою, частинка – це дійсно хмара нечітких ймовірностей, при цьому ті ймовірності описують, де ми можемо знайти частинку, коли ми рухаємося насправді. Але поки ми фактично проводимо вимірювання, ми не можемо точно знати все, що хотіли б знати про частинку.

Ці нечіткі ймовірності відомі як квантові стани. За певних обставин ми можемо з’єднати дві частинки квантовим способом, так що одне математичне рівняння одночасно описує обидва набори ймовірностей. Коли це відбувається, ми говоримо, що частинки заплутані.

Коли частинки мають квантовий стан, то вимірювання властивостей одного може надати нам автоматичні знання про стан іншого. Наприклад, давайте розглянемо випадок квантового спіну, властивості субатомних частинок. Для таких частинок, як електрони, спін може бути в одному з двох станів або вгору, або вниз. Як тільки ми заплутані два електрони, їх спіни співвідносяться. Ми можемо певним чином підготувати заплутування, щоб спіни завжди були протилежними один одному.

Якщо ми вимірюємо першу частинку, ми можемо випадковим чином знайти спін, що вказує вгору. Що це говорить нам про другу частинку? Оскільки ми ретельно влаштували наш заплутаний квантовий стан, ми тепер знаємо зі 100% абсолютною впевненістю, що друга частинка повинна вказувати вниз. Його квантовий стан був заплутаний з першою частинкою, і як тільки буде зроблено одне одкровення, обидва одкровення зроблені.

Але що робити, якщо друга частинка була з іншого боку кімнати? Або через галактику? Згідно з квантовою теорією, як тільки буде зроблено один “вибір”, частинка -партнер миттєво “знає”, що буде. Здається, що спілкування можна досягти швидше, ніж світло.

Резолюція цього очевидного парадоксу походить від уважного до уваги те, що відбувається, коли – і, що ще важливіше, хто знає, що коли.

Скажімо, я той, хто робить вимірювання частинок А, в той час як ви відповідають за частинку B. Після того, як я роблю своє вимірювання, я точно знаю, що обертає ваша частинка. Але ти ні! Ви дізнаєтесь лише після того, як ви проводите власне вимірювання, або після того, як я вам скажу. Але в будь -якому випадку нічого не передається швидше, ніж світло. Або ви робите власне локальне вимірювання, або чекаєте мого сигналу.

Поки дві частинки пов’язані, ніхто не дізнається нічого заздалегідь. Я знаю, що робить ваша частинка, але я можу повідомити вас лише зі швидкістю повільніше, ніж світло – або ви просто розбираєте це для себе.

Отже, хоча процес заплутування відбувається миттєво, його одкровення цього не робить. Ми повинні використовувати добрі старомодні без швидких методів спілкування, щоб зібрати співвідношення, які вимагають квантового заплутування.