Zlatno lišće drveća je blistalo. Zraci večernjeg sunca dodirnuli su istanjene vrhove. Svjetlost se probijala kroz granje i priredila spektakl bizarnih figura koje su treperile na zidu univerzitetske "kapterke".

Zamišljeni pogled ser Hamiltona polako se kretao, posmatrajući igru ​​chiaroscuro. U glavi irskog matematičara bio je pravi lonac za topljenje misli, ideja i zaključaka. Bio je dobro svjestan da je objašnjenje mnogih fenomena uz pomoć Njutnove mehanike poput igre senki na zidu, varljivo preplićući figure i ostavljajući mnoga pitanja bez odgovora. „Možda je to talas... ili je to tok čestica“, razmišljao je naučnik, „ili je svetlost manifestacija oba fenomena. Kao figure satkane od senke i svetlosti.

Početak kvantne fizike

Zanimljivo je gledati velike ljude i pokušati shvatiti kako se rađaju velike ideje koje mijenjaju tok evolucije čitavog čovječanstva. Hamilton je jedan od onih koji su stajali na početku kvantne fizike. Pedeset godina kasnije, početkom dvadesetog veka, mnogi naučnici su se bavili proučavanjem elementarnih čestica. Stečeno znanje bilo je nedosljedno i nekompilirano. Međutim, prvi klimavi koraci su napravljeni.

Razumevanje mikrosveta na početku 20. veka

Godine 1901. predstavljen je prvi model atoma i prikazan je njegov otkaz, sa stanovišta obične elektrodinamike. U istom periodu, Max Planck i Niels Bohr objavili su mnoge radove o prirodi atoma. Unatoč njihovom potpunom razumijevanju strukture atoma nije postojalo.

Nekoliko godina kasnije, 1905. godine, malo poznati nemački naučnik Albert Ajnštajn objavio je izveštaj o mogućnosti postojanja svetlosnog kvanta u dva stanja – talasnom i korpuskularnom (čestice). U njegovom radu dani su argumenti koji objašnjavaju razlog neuspjeha modela. Međutim, Ajnštajnova vizija bila je ograničena starim shvatanjem modela atoma.

Nakon brojnih radova Nielsa Bohra i njegovih kolega 1925. godine, rođen je novi pravac - svojevrsna kvantna mehanika. Uobičajeni izraz - "kvantna mehanika" pojavio se trideset godina kasnije.

Šta znamo o kvantima i njihovim hirovima?

Danas je kvantna fizika otišla dovoljno daleko. Otkriveno je mnogo različitih fenomena. Ali šta mi zapravo znamo? Odgovor daje jedan savremeni naučnik. "Neko može ili vjerovati u kvantnu fiziku ili je ne razumjeti", definicija je. Razmislite o tome sami. Dovoljno je spomenuti takav fenomen kao što je kvantna zapetljanost čestica. Ovaj fenomen gurnuo je naučni svijet u poziciju potpune zbunjenosti. Još šokantnije je bilo to što je rezultirajući paradoks nespojiv sa Ajnštajnom.

O efektu kvantnog isprepletenosti fotona prvi put se raspravljalo 1927. na petom Solvejevom kongresu. Nastala je žestoka rasprava između Nielsa Bohra i Einsteina. Paradoks kvantne isprepletenosti potpuno je promijenio razumijevanje suštine materijalnog svijeta.

Poznato je da se sva tijela sastoje od elementarnih čestica. Shodno tome, svi fenomeni kvantne mehanike odražavaju se u običnom svijetu. Niels Bohr je rekao da ako ne gledamo u mjesec, onda on ne postoji. Ajnštajn je to smatrao nerazumnim i verovao je da objekat postoji nezavisno od posmatrača.

Kada se proučavaju problemi kvantne mehanike, treba shvatiti da su njeni mehanizmi i zakoni međusobno povezani i da se ne pokoravaju klasičnoj fizici. Pokušajmo razumjeti najkontroverzniju oblast - kvantnu isprepletenost čestica.

Teorija kvantne isprepletenosti

Za početak, vrijedi shvatiti da je kvantna fizika poput bunara bez dna u kojem možete pronaći sve što želite. Fenomen kvantne isprepletenosti početkom prošlog stoljeća proučavali su Ajnštajn, Bor, Maksvel, Bojl, Bel, Plank i mnogi drugi fizičari. Tokom dvadesetog veka, hiljade naučnika širom sveta aktivno su ga proučavali i eksperimentisali.

Svijet je podložan strogim zakonima fizike

Zašto toliki interes za paradokse kvantne mehanike? Sve je vrlo jednostavno: živimo, poštujući određene zakone fizičkog svijeta. Sposobnost „zaobilaženja“ predodređenja otvara magična vrata iza kojih sve postaje moguće. Na primjer, koncept "Schrödingerove mačke" vodi ka kontroli materije. Također će postati moguće teleportirati informacije, što uzrokuje kvantnu isprepletenost. Prijenos informacija će postati trenutan, bez obzira na udaljenost.
Ovo pitanje se još uvijek proučava, ali ima pozitivan trend.

Analogija i razumijevanje

Šta je jedinstveno u vezi sa kvantnom zapetljanošću, kako je razumeti i šta se dešava sa njom? Pokušajmo to shvatiti. Ovo će zahtijevati neki misaoni eksperiment. Zamislite da imate dvije kutije u rukama. Svaki od njih sadrži jednu loptu sa prugom. Sada dajemo jednu kutiju astronautu, i on leti na Mars. Čim otvorite kutiju i vidite da je pruga na lopti horizontalna, tada će u drugoj kutiji lopta automatski imati vertikalnu prugu. To će biti kvantna zapetljanost izražena jednostavnim riječima: jedan objekt unaprijed određuje položaj drugog.

Međutim, treba shvatiti da je ovo samo površno objašnjenje. Da bi se dobila kvantna isprepletenost, potrebno je da čestice imaju isto porijeklo, poput blizanaca.

Vrlo je važno shvatiti da će eksperiment biti poremećen ako je neko prije vas imao priliku pogledati barem jedan od objekata.

Gdje se može koristiti kvantna zapetljanost?

Princip kvantne isprepletenosti može se koristiti za trenutni prijenos informacija na velike udaljenosti. Takav zaključak je u suprotnosti sa Ajnštajnovom teorijom relativnosti. Kaže da je maksimalna brzina kretanja svojstvena samo svjetlosti - tri stotine hiljada kilometara u sekundi. Takav prijenos informacija omogućava postojanje fizičke teleportacije.

Sve na svijetu je informacija, uključujući materiju. Kvantni fizičari su došli do ovog zaključka. Godine 2008, na osnovu teorijske baze podataka, bilo je moguće vidjeti kvantnu isprepletenost golim okom.

To još jednom ukazuje da smo na pragu velikih otkrića – kretanja u prostoru i vremenu. Vrijeme u svemiru je diskretno, tako da trenutno kretanje na ogromnim udaljenostima omogućava ulazak u različite vremenske gustine (na osnovu hipoteza Einsteina, Bohra). Možda će u budućnosti to biti stvarnost kao što je mobilni telefon danas.

Dinamika etera i kvantna zapetljanost

Prema nekim vodećim naučnicima, kvantna isprepletenost se objašnjava činjenicom da je prostor ispunjen nekom vrstom etra - crne materije. Bilo koja elementarna čestica, kao što znamo, postoji u obliku talasa i korpuskule (čestice). Neki naučnici smatraju da su sve čestice na "platnu" tamne energije. Ovo nije lako razumjeti. Pokušajmo to shvatiti na drugi način - metodom asocijacije.

Zamislite sebe na moru. Lagani povjetarac i lagani povjetarac. Vidite talase? A negdje u daljini, u odsjaju sunčevih zraka, vidi se jedrilica.
Brod će biti naša elementarna čestica, a more će biti eter (tamna energija).
More se može kretati u obliku vidljivih valova i kapi vode. Na isti način, sve elementarne čestice mogu biti samo more (njegov sastavni dio) ili posebna čestica - kap.

Ovo je pojednostavljen primjer, sve je nešto složenije. Čestice bez prisustva posmatrača su u obliku talasa i nemaju određenu lokaciju.

Bijela jedrilica je istaknuti objekt, razlikuje se od površine i strukture morske vode. Na isti način postoje „vrhovi“ u okeanu energije koje možemo shvatiti kao manifestaciju nama poznatih sila koje su oblikovale materijalni dio svijeta.

Mikrosvet živi po svojim zakonima

Princip kvantne isprepletenosti može se razumjeti ako se uzme u obzir činjenica da su elementarne čestice u obliku valova. Bez određene lokacije i karakteristika, obe čestice su u okeanu energije. U trenutku kada se posmatrač pojavi, talas se „pretvara“ u objekat dostupan dodiru. Druga čestica, posmatrajući sistem ravnoteže, dobija suprotna svojstva.

Opisani članak nije usmjeren na opsežne naučne opise kvantnog svijeta. Sposobnost razumijevanja običnog čovjeka zasniva se na dostupnosti razumijevanja predstavljenog materijala.

Fizika elementarnih čestica proučava isprepletenost kvantnih stanja na osnovu spina (rotacije) elementarne čestice.

Naučnim jezikom (pojednostavljeno) - kvantna zapetljanost je definisana različitim spinovima. U procesu posmatranja objekata, naučnici su vidjeli da mogu postojati samo dva okreta - uzduž i poprijeko. Čudno je da u drugim pozicijama čestice ne „poziraju“ posmatraču.

Nova hipoteza - novi pogled na svijet

Proučavanje mikrokosmosa – prostora elementarnih čestica – dalo je povod za mnoge hipoteze i pretpostavke. Efekat kvantne isprepletenosti podstakao je naučnike da razmišljaju o postojanju neke vrste kvantne mikrorešetke. Po njihovom mišljenju, na svakom čvoru - tački presjeka - postoji kvant. Sva energija je integralna rešetka, a ispoljavanje i kretanje čestica moguće je samo kroz čvorove rešetke.

Veličina "prozora" takve rešetke je prilično mala, a mjerenje modernom opremom je nemoguće. Međutim, kako bi potvrdili ili opovrgli ovu hipotezu, naučnici su odlučili da proučavaju kretanje fotona u prostornoj kvantnoj rešetki. Suština je da se foton može kretati pravo ili cik-cak - duž dijagonale rešetke. U drugom slučaju, savladavši veću udaljenost, potrošit će više energije. Shodno tome, razlikuje se od fotona koji se kreće pravolinijski.

Možda ćemo s vremenom naučiti da živimo u prostornoj kvantnoj mreži. Ili se može ispostaviti da je pogrešno. Međutim, princip kvantne isprepletenosti ukazuje na mogućnost postojanja rešetke.

Jednostavno rečeno, u hipotetičkoj prostornoj „kocki“ definicija jednog aspekta nosi sa sobom jasno suprotno značenje drugog. To je princip očuvanja strukture prostora – vremena.

Epilog

Da bismo razumeli magični i misteriozni svet kvantne fizike, vredi pomno pogledati razvoj nauke u poslednjih pet stotina godina. Nekada je Zemlja bila ravna, a ne sferna. Razlog je očigledan: ako uzmete njegov oblik kao okrugli, onda voda i ljudi neće moći odoljeti.

Kao što vidimo, problem je postojao u nedostatku potpune vizije svih aktera. Moguće je da modernoj nauci nedostaje vizija svih aktivnih sila za razumevanje kvantne fizike. Praznine u viziji stvaraju sistem kontradikcija i paradoksa. Možda magični svijet kvantne mehanike sadrži odgovore na postavljena pitanja.

Maldacena je pokazao da se preplitanjem čestica na jednoj etiketi s česticama na drugoj, veza limenki kroz crvotočine može savršeno kvantno mehanički opisati. U kontekstu holografskog principa, isprepletenost je ekvivalentna fizičkom povezivanju dijelova prostor-vremena.

Inspiriran ovom vezom između isprepletenosti i prostor-vremena, Van Raamsdonk se zapitao koliku veliku ulogu može imati zapetljanost u oblikovanju prostor-vremena. Predstavio je najčistiju etiketu na konzervi kvantne supe: bijelu, što odgovara praznom disku anti-de-Sitter prostora. Ali znao je da, prema osnovama kvantne mehanike, prazan prostor nikada neće biti potpuno prazan. Ispunjena je parovima čestica koje lebde i nestaju. I ove prolazne čestice su upletene.

Tako je Van Raamsdonk nacrtao zamišljenu simetralu na holografskoj naljepnici, a zatim matematički razbio kvantno zapletanje između čestica na jednoj polovini etikete i čestica na drugoj. Otkrio je da se odgovarajući disk anti-de Sitterovog prostora počeo dijeliti na pola. Kao da su upletene čestice kuke koje drže mrežu prostora i vremena na mjestu; bez njih se prostor-vrijeme raspada. Kako je Van Raamsdonk smanjio stepen zapetljanosti, dio prostora povezan s podijeljenim regijama postao je tanji, poput gumene niti koja se proteže od žvakaće gume. "To me je navelo da pomislim da prisustvo prostora počinje prisustvom isprepletenosti."

Bila je to hrabra izjava i trebalo je vremena da Van Raamsdonkov rad, objavljen u Općoj relativnosti i gravitaciji 2010. godine, privuče ozbiljnu pažnju. Vatra interesovanja rasplamsala se još 2012. godine, kada su četiri fizičara sa Kalifornijskog univerziteta u Santa Barbari napisala rad koji je doveo u pitanje konvencionalnu mudrost o horizontu događaja, tački bez povratka crne rupe.

Istina skrivena zaštitnim zidom

Sedamdesetih godina prošlog veka, teorijski fizičar Stephen Hawking pokazao je da parovi isprepletenih čestica - iste vrste koje je Van Raamsdonk kasnije analizirao u svojoj kvantnoj granici - . Jedan pada u crnu rupu, dok drugi izlazi zajedno sa takozvanim Hawkingovim zračenjem. Ovaj proces postepeno potkopava masu crne rupe, što na kraju dovodi do njene smrti. Ali ako crne rupe nestanu, s njom bi trebao nestati i zapis svega što je upalo. Kvantna teorija kaže da se informacija ne može uništiti.

Do 1990-ih, nekoliko teorijskih fizičara, uključujući Leonarda Saskinda sa Stanforda, došli su do rješenja za ovaj problem. Da, rekli su, materija i energija padaju u crnu rupu. Ali sa tačke gledišta spoljašnjeg posmatrača, ovaj materijal nikada ne prelazi horizont događaja; čini se da klati na ivici. Kao rezultat, horizont događaja postaje holografska granica koja sadrži sve informacije o prostoru unutar crne rupe. Na kraju, kada crna rupa ispari, ova informacija procuri u obliku Hawkingovog zračenja. U principu, posmatrač može prikupiti ovo zračenje i povratiti sve informacije o unutrašnjosti crne rupe.

U svom radu iz 2012. fizičari Ahmed Almheiri, Donald Marolph, James Sully i Joseph Polchinsky izjavili su da nešto nije u redu sa ovom slikom. Za posmatrača koji pokušava da sastavi slagalicu onoga što se nalazi unutar crne rupe, jedan je ukazao, svi odvojeni delovi slagalice - čestice Hawkingovog zračenja - moraju biti upleteni jedni u druge. Takođe, svaka Hawkingova čestica mora biti zapetljana sa svojim originalnim partnerom, koji je pao u crnu rupu.

Nažalost, sama konfuzija nije dovoljna. Kvantna teorija kaže da zapletanje između svih čestica izvan crne rupe mora biti isključeno. Osim toga, fizičari su otkrili da bi razbijanje jedne od zapleta stvorilo neprobojni energetski zid, takozvani zaštitni zid, na horizontu događaja.

Mnogi fizičari sumnjaju da crne rupe zapravo isparavaju sve što pokuša da uđe unutra. Ali sama mogućnost postojanja zaštitnog zida dovodi do uznemirujućih misli. Ranije su fizičari već razmišljali o tome kako izgleda prostor unutar crne rupe. Sada nisu sigurni da li crne rupe uopšte imaju ovo "unutra". Čini se da su se svi pomirili, napominje Preskill.

Ali Saskind nije dao ostavku. Proveo je godine pokušavajući da dokaže da informacije ne nestaju unutar crne rupe; danas je također uvjeren da je ideja o firewall-u pogrešna, ali to još nije uspio dokazati. Jednog dana dobio je zagonetno pismo od Maldacene: „Nije bilo mnogo toga“, kaže Saskind. - Samo ER = EPR. Maldacena, koji sada radi na Institutu za napredne studije na Princetonu, razmišljao je o tome kako njegova supa može funkcionirati iz 2001. godine i zapitao se da li crvotočine mogu riješiti problem zapetljanosti izazvanog problemom zaštitnog zida. Saskind je brzo shvatio tu ideju.

U radu objavljenom u njemačkom časopisu Fortschritte der Physik 2013. godine, Maldacena i Susskind su izjavili da je crvotočina - tehnički Ajnštajn-Rozenov most ili ER - prostorno-vremenski ekvivalent kvantnog zapleta. (Pod EPR-om podrazumijeva se eksperiment Einstein-Podolsky-Rosen, koji je trebao raspršiti mitološku kvantnu zapetljanost). To znači da je svaka čestica Hawkingovog zračenja, bez obzira koliko udaljena od izvora, direktno povezana s unutrašnjosti crne rupe kratkim putem kroz prostor-vrijeme. „Ako se krećete kroz crvotočinu, stvari koje su udaljene nisu tako daleko“, kaže Saskind.

Susskind i Maldacena su predložili sakupljanje svih Hawkingovih čestica i guranje ih zajedno dok se ne sruše u crnu rupu. Ova crna rupa bi bila zapetljana i stoga povezana crvotočinom sa originalnom crnom rupom. Ovaj trik pretvorio je zamršeni nered Hawkingovih čestica - paradoksalno zapetljanih s crnom rupom i jedna s drugom - u dvije crne rupe povezane crvotočinom. Preopterećenje konfuzije je riješeno i problem sa zaštitnim zidom je gotov.

Nisu svi naučnici skočili na vagon ER = EPR tramvaja. Susskind i Maldacena priznaju da imaju još puno posla da dokažu da su crvotočine i zaplitanje jednaki. Ali nakon razmišljanja o implikacijama paradoksa firewall-a, mnogi se fizičari slažu da prostor-vrijeme unutar crne rupe duguje svoje postojanje zaplitanju sa zračenjem izvana. Ovo je važan uvid, napominje Preskill, jer također znači da je cjelokupno tkivo prostor-vremena u svemiru, uključujući dio koji zauzimamo, proizvod kvantne makabre akcije.

svemirski kompjuter

Jedno je reći da univerzum konstruiše prostor-vrijeme kroz isprepletenost; sasvim je drugo pokazati kako to svemir radi. Preskill i kolege su se uhvatili u koštac sa ovim teškim zadatkom, koji su odlučili da kosmos posmatraju kao kolosalni kvantni kompjuter. Skoro dvadeset godina, naučnici grade kvantne kompjutere, koji koriste informacije kodirane u zapletenim elementima poput fotona ili sićušnih kola za rešavanje problema koje tradicionalni računari ne mogu. Preskillov tim koristi znanje stečeno iz ovih pokušaja da predvidi kako će se pojedini detalji unutar limenke za supu pretvoriti u zbunjujuću etiketu.

Kvantni računari rade pomoću operativnih komponenti koje su u superpoziciji stanja kao nosioci podataka – mogu biti nule i jedinice u isto vrijeme. Ali stanje superpozicije je vrlo krhko. Višak topline, na primjer, može uništiti stanje i sve kvantne informacije sadržane u njemu. Ovaj gubitak informacija, koji Preskill poredi sa pocepanim stranicama u knjizi, čini se neizbežnim.

Ali fizičari su odgovorili kreiranjem protokola za kvantnu korekciju grešaka. Umjesto da se oslanjaju na jednu česticu za skladištenje kvantnog bita, naučnici su podijelili podatke na više isprepletenih čestica. Knjiga napisana jezikom kvantne korekcije grešaka bila bi puna besmislica, kaže Preskill, ali sav njen sadržaj mogao bi se povratiti čak i ako polovina stranica nestane.

Kvantna korekcija grešaka privukla je veliku pažnju posljednjih godina, ali sada Preskill i njegove kolege sumnjaju da je priroda već odavno smislila ovaj sistem. U junu, u časopisu Journal of High Energy Physics, Preskill i njegov tim pokazali su kako isprepletenost mnogih čestica na holografskoj granici savršeno opisuje jednu česticu koju gravitacija povlači unutar dijela anti-de Sitterovog prostora. Maldacena kaže da bi ovo otkriće moglo dovesti do boljeg razumijevanja kako hologram kodira sve detalje prostor-vremena koje okružuje.

Fizičari prepoznaju da njihove spekulacije moraju preći dug put kako bi se poklopile sa stvarnošću. Dok anti-de Sitter prostor nudi fizičarima prednost rada s dobro definiranom granicom, svemir nema tako jasnu oznaku na konzervi supe. Prostorno-vremensko tkivo kosmosa se širi od Velikog praska i nastavlja da to čini sve većom brzinom. Ako pošaljete snop svjetlosti u svemir, on se neće okrenuti i vratiti; on će leteti. “Nije jasno kako definirati holografsku teoriju našeg svemira”, napisao je Maldacena 2005. "Jednostavno ne postoji dobro mjesto za postavljanje holograma."

Međutim, koliko god čudno zvučali svi ovi hologrami, konzerve za supu i crvotočine, oni bi mogli biti obećavajući putevi koji vode do fuzije kvantnih sablasnih aktivnosti s geometrijom prostor-vremena. U svom radu o crvotočinama, Einstein i Rosen su raspravljali o mogućim kvantnim implikacijama, ali se nisu povezivali sa svojim ranijim radovima na uplitanju. Danas ova veza može pomoći u objedinjavanju kvantne mehanike opće relativnosti u teoriju kvantne gravitacije. Naoružani takvom teorijom, fizičari bi mogli riješiti misterije stanja mladog Univerzuma, kada se materija i energija uklapaju u beskonačno malu tačku u svemiru.

U proteklih vek i po došlo je do značajnog skoka u razvoju čovečanstva, posebno u oblasti fundamentalne fizike. Pre nego što su naučnici imali vremena da se zarone u fiziku atoma, nuklearne elektrane su već počele da se grade; Ajnštajnova naučna revolucija ubrzo nas je dovela do pune globalizacije sa preko hiljadu satelita koji kruže oko Zemlje. Mnogo je primjera, ali ima još mnogo neriješenih problema i neobjašnjivih pojava. Jedan od ovih fenomena je skriven u mikrokosmosu kvantnih procesa, odnosno kvantna zapetljanost. Šta je to, zašto je važno i koja istraživanja se provode kako bi se riješilo ovo pitanje - analiziramo u ovom članku.

Prije svega, hajde da definišemo sam pojam "kvantnog zapleta". Sve informacije o objektu u mikrokosmosu opisane su nekim apstraktnim (matematičkim) stanjem, koje uključuje, na primjer, vjerovatnoću pronalaska čestice u datom volumenu, impuls čestice, njen naboj ili spin, itd. Takvo "stanje" može se opisati fizičkim jednadžbama, koje, uprkos svojoj apstraktnosti i složenosti, još uvijek mogu predvidjeti rezultate eksperimenata.

Kvantna zapetljanost je pojava kada su kvantna stanja dvije ili više čestica međusobno povezana. Odnosno, određivanjem stanja jedne čestice moguće je predvidjeti neke karakteristike druge. Važno je napomenuti da promjena nekog parametra jedne čestice dovodi do promjene nekog parametra druge čestice, bez obzira na udaljenost.

Kontradikcija sa "principom lokaliteta"

Kao što je poznato iz Einsteinovih radova, u prirodi postoji takozvani "princip lokalnosti", prema kojem se bilo kakva interakcija između tijela ne može dogoditi trenutno, već se prenosi preko posrednika. Brzina prenosa ove interakcije ne bi trebalo da prelazi brzinu svetlosti u vakuumu. U isto vrijeme, kao što je ranije spomenuto, kvantna isprepletenost se može promatrati na ogromnim udaljenostima uz "trenutni prijenos informacija", što je direktno kršenje principa lokalnosti.

Einstein, Niels Bohr i kvantna mehanika

Godine 1927. u Briselu je održan Peti Solvejev kongres - međunarodna konferencija o aktuelnim problemima iz oblasti fizike i hemije. Jedna od diskusija koja se vodila bila je na temu takozvane kopenhaške interpretacije kvantne mehanike.

Ovu teoriju razvili su Niels Bohr i Werner Heisenberg i ona potvrđuje vjerojatnostnu prirodu valne funkcije. Uprkos rješavanju nekih od tadašnjih problema fizike, na primjer, onih koji se odnose na dualitet talas-čestica, ova teorija je također pokrenula niz pitanja. Prije svega, sama predstava objekta s poznatim momentom koji nema određenu koordinatu, već samo vjerovatnoću da se nađe u datoj tački, u suprotnosti je s našim iskustvom života u makrokosmosu. Osim toga, ova teorija je podrazumijevala nesigurnost u lokaciji čestice dok se ne izvrši mjerenje.

Albert Ajnštajn nije mogao da prihvati takvo tumačenje, što je rezultiralo njegovom čuvenom frazom "Bog ne igra kockice", na šta je Niels Bor odgovorio: "Alberte, ne govori Bogu šta da radi". Tako je započeo dugi spor između Einsteina i Bohra.

Ajnštajnov odgovor usledio je 1935. godine, kada je zajedno sa Borisom Podolskim i Natanom Rosenom objavio rad pod nazivom "Može li se kvantnomehanički opis fizičke stvarnosti smatrati potpunim?". Ovaj članak je predstavio misaoni eksperiment nazvan "paradoks Einstein-Podolsky-Rosen" (EPR paradox).

Eksperiment je imao za cilj opovrgavanje tako fundamentalne izjave za kvantnu mehaniku kao što je Hajzenbergov princip nesigurnosti, koji kaže da je nemoguće istovremeno izmjeriti dvije karakteristike čestice, koje često označavaju impuls i položaj.

EPR paradoks je sljedeći. Neka se kao rezultat raspada treće čestice formiraju dvije čestice iste vrste. Tada će zbir njihovih impulsa biti jednak impulsu originalne čestice, prema zakonu održanja impulsa. Nadalje, znajući zamah originalne čestice (koju će eksperimentatori unaprijed pripremiti), i nakon mjerenja impulsa druge čestice, možemo izračunati impuls prve. Odnosno, kao rezultat mjerenja, dobili smo takvu karakteristiku prve čestice kao impuls. Sada izmjerimo koordinatu druge čestice i kao rezultat ćemo imati dvije izmjerene karakteristike jedne čestice, što je u direktnoj suprotnosti s Heisenbergovim principom nesigurnosti.

Međutim, u samoj kvantnoj mehanici postoje sredstva za rješavanje ovog paradoksa. Prema zakonima kvantnog svijeta, svako mjerenje dovodi do promjene karakteristika mjerenog tijela. Tada, prije mjerenja koordinate druge čestice, može se zaista dogoditi određeni impuls. Ali u trenutku mjerenja koordinate, stanje čestice se mijenja i ne može se tvrditi da su ove karakteristike mjerene istovremeno.

Ipak, kao rezultat dualnosti talas-čestica, budući da su na određenoj udaljenosti, ove čestice u nastajanju imaju stanja opisana jednom talasnom funkcijom. Iz ovoga slijedi da mjerenje (a samim tim i promjena) impulsa jedne čestice vodi i mjerenju količine gibanja druge čestice. Štaviše, povećanje udaljenosti između ovih čestica nije zabranjeno, što je opet u suprotnosti s principom lokalnosti.

Bellova teorema

Čovjeku koji je kroz svoju historiju postojao na skali makrokosmosa teško je razumjeti zakone kvantne mehanike, koji su često u suprotnosti sa zapažanjima u makrokosmosu. Tako je rođena teorija skrivenih parametara prema kojoj prethodno spomenuta interakcija velikog dometa između čestica može biti uzrokovana prisustvom nekih inicijalno skrivenih parametara čestica. Jednostavno, mjerenje jedne čestice ne dovodi do promjene stanja druge, a oba ova stanja su nastala zajedno sa ovim česticama, u trenutku raspada originalne čestice. Takvo intuitivno objašnjenje bi zadovoljilo ljudski um.

Godine 1964. John Stuart Bell je formulirao svoje nejednakosti, kasnije nazvane teoremom, koje vam omogućavaju da provedete eksperiment koji vam omogućava da precizno odredite da li se određeni skriveni parametri odvijaju. Odnosno, da su čestice imale skrivene parametre prije odvajanja, tada bi vrijedila jedna nejednakost, a ako su njihova stanja povezana i nesigurna prije mjerenja jedne od čestica, vrijedila bi druga Bellova nejednakost.

Godine 1972. sličan eksperiment su izveli Friedman i Clauser, a rezultati su ukazali na postojanje nesigurnosti u stanjima prije mjerenja. Međutim, ovaj fenomen je naučna zajednica doživjela kao svojevrsnu sramotu, koja će prije ili kasnije biti razriješena. Međutim, 1981. godine zadat je drugi udarac fizičkoj teoriji - eksperiment Allena Aspea. Ovaj vrlo popularan eksperiment bio je posljednji argument u prilog postojanja kvantne zapetljanosti i takozvane "sablasne akcije na daljinu". I iako nije bilo moguće konačno stati na kraj ovom pitanju, rezultati su bili toliko uvjerljivi da su naučnici morali prihvatiti takvu osobinu kvantnog svijeta.

Istraživanje kvantnog zapleta

Zašto se ponovo pokreće ova dobro poznata tema? Činjenica je da je u proteklih nekoliko godina razvoj u oblasti kvantnih računara zasnovanih na kvantnom zapletu značajno napredovao. Tako je u martu 2018. Google najavio uspješno stvaranje 72-kubitnog kvantnog procesora pod nazivom Bristlecone, koji postiže "kvantnu superiornost". Odnosno, sposoban je da obavlja zadatke koji su nedostupni konvencionalnim računarima.

Takođe u ljeto 2018. godine u časopisu Nature objavljen je naučni rad koji govori o stvaranju prvog kvantnog procesora s dugotrajnom memorijom. Ranije, 2015. godine, ista istraživačka grupa sa Tehnološkog univerziteta Delft, zajedno sa šefom organizacije QUTech, Ronaldom Hansonom, predstavila je još uvjerljivije dokaze o postojanju kvantne isprepletenosti.

O eksperimentu na Tehnološkom univerzitetu Delft

Eksperiment, čiji su rezultati objavljeni 2015. godine, tekao je na sljedeći način. U eksperimentu su korišteni dijamantski listovi s rešetkom šupljina ispunjenih dušikom. Ovu tehnologiju razvili su istraživači sa Univerziteta Kalifornije u Santa Barbari i Nacionalne laboratorije Lawrence Berkeley 2010. godine. Dva takva dijamantska kristala postavljena su jedan od drugog na udaljenosti od 1,3 km. Kao rezultat ozračivanja obiju ploča mikrotalasnim zračenjem i laserima, elektroni ovih "dijamantskih zamki" su prešli u pobuđeno stanje i emitovali par fotona koji su međusobno delovali. Kao posljedica ove interakcije, nastala je kvantna zapetljanost između elektrona koji su emitovali ove fotone.

Da bi otkrili ovaj fenomen, naučnici su skoro istovremeno mjerili okretanje elektrona sa različitih ploča, što ne bi omogućilo razmjenu informacija između njih brzinom svjetlosti. Međutim, kako se ispostavilo, spinovi dva elektrona su sinhronizovani, što ukazuje na prenos informacija na neki način koji vam omogućava da premašite brzinu svetlosti. Naravno, sama procedura za određivanje karakteristika elektrona je mnogo komplikovanija i zahtevala je dosta proračuna i poređenja njihovih talasnih funkcija. I pored svih poteškoća eksperimenta, izveden je 245 puta tokom 18 dana, a planiran je tako da se izbjegnu sve moguće greške, kako od mjernih instrumenata tako i od okoline.

Veliki budući eksperiment na Massachusetts Institute of Technology u naredne tri godine konačno će zatvoriti ovu temu. Istraživački tim planira prikupiti elektromagnetno zračenje pulsara, kao i svjetlost koja dolazi iz udaljenih galaksija. Takav eksperiment će izbjeći bilo kakvu vezu između mjernih instrumenata i izvora signala, čime će se eliminirati i posljednja mogućnost skrivenih parametara.

QUTech-ov razvoj je otišao daleko od teorijske fizike i krenuo ka kvantnom kompjuteru. Tako je 2012. godine nekoliko naučnih grupa razvilo dvokubitni kvantni procesor zasnovan na gore navedenim kristalima, a 2018. je objavljen rad u kojem su istraživači opisali kvantni procesor koji su stvorili sa dugotrajnom memorijom. Problem sa stvaranjem takvog procesora bio je u tome što su veze između kvantnih bitova („kubita“) nestale brže nego što su ih naučnici mogli otkriti. Još jedan eksperiment na Tehnološkom univerzitetu Delft pokazao je da novi procesor nema ovaj problem.

Istraživački tim je koristio gore spomenute dijamantske ploče, gdje je atom dušika "skriven" među atomima ugljika. Mjesto na kojem se nalazi atom dušika ima specifična svojstva, kao da se u ovoj ćeliji kristalne rešetke nalazi atom ugljika, ali u nekakvom „zamrznutom“ stanju. Ovaj pristup značajno produžava život dijamantskih kubita (300-500 milisekundi). Osim toga, razvijena je nova metoda "upletanja" elektrona na tim defektnim tačkama.

Ova tehnologija nije samo proboj u polju kvantnih računara, već nas dovodi i korak bliže kvantnom internetu. Interakcija nekoliko odvojenih kvantnih računara omogućit će organiziranje mreže između njih koja radi prijenosom zapletenih kubita. Prednost je brzina: neka postoji k kvantnih kompjutera, od kojih se svaki sastoji od n kubita. Zatim, za prenos kompletnog stanja jednog takvog računara preko konvencionalne mreže, bilo bi potrebno 2n bita podataka, dok bi kvantna mreža zahtevala samo n kubita. Preplitanje između svih računara na skali cele mreže daje prednost u brzini prenosa informacija za nekoliko redova veličine.

Rezultati

Unatoč kvantnom svijetu koji uzbuđuje mnoge umove širom svijeta, kvantna isprepletenost danas je općepriznat fenomen koji se ne samo eksperimentalno promatra, već se i koristi u tehnološkim procesima. Dalja primjena kvantnog zapleta mogla bi odvesti čovječanstvo na potpuno drugačiji nivo razvoja, sa superkompjuterima i nezamislivo brzim internetom.

Odnosi se na "teoriju svemira"

kvantna zapetljanost

Na Internetu postoji toliko dobrih članaka koji pomažu da se razviju adekvatne ideje o "zamršenim stanjima" da ostaje da se napravi najprikladniji odabir, gradeći nivo opisa koji se čini prihvatljivim za svjetonazorsku stranicu.

Tema članka: mnogima je bliska ideja da se na ovaj način mogu objasniti sve očaravajuće hirovite upletenih stanja. Miješamo crne i bijele kuglice, ne gledajući ih pakujemo u kutije i šaljemo u različitim smjerovima. Otvaramo kutiju sa jedne strane, gledamo: crna kugla, nakon koje smo 100% sigurni da je u drugoj kutiji bela. To je sve:)

Svrha članka nije strogo uranjanje u sve karakteristike razumijevanja "zamršenih stanja", već kompilacija sistema općih ideja, uz razumijevanje glavnih principa. Tako bi trebalo da bude o svemu :)

Postavimo odmah definirajući kontekst. Kada stručnjaci (a ne diskutanti koji su daleko od ove specifičnosti, čak i ako su na neki način naučnici) govore o isprepletenosti kvantnih objekata, ne misle da ona čini jedinstvenu celinu sa nekom vrstom povezanosti, već da jedan objekat postaje kvantne karakteristike potpuno iste kao i druge (ali ne sve, već one koje dozvoljavaju identitet u paru prema Paulijevom zakonu, tako da spin isprepletenog para nije identičan, već je međusobno komplementaran). One. ovo nije nikakva veza i nikakav proces interakcije, čak i ako se može opisati zajedničkom funkcijom. Ovo je karakteristika stanja koje se može “teleportirati” s jednog objekta na drugi (usput rečeno, i ovdje je uobičajeno pogrešno tumačenje riječi “teleport”). Ako se odmah ne odlučite na ovo, onda možete otići jako daleko u misticizam. Stoga, prije svega, svi koji su zainteresovani za ovo pitanje treba da budu jasno sigurni šta se tačno podrazumijeva pod "zabunom".

Zbog čega je ovaj članak započet svodi se na jedno pitanje. Razlika između ponašanja kvantnih objekata i klasičnih objekata očituje se u jedinoj do sada poznatoj metodi verifikacije: da li je ispunjen određeni uslov verifikacije - Bellovoj nejednakosti (detaljnije u nastavku), koja se za "zamršene" kvantne objekte ponaša kao ako postoji veza između objekata koji se šalju u različitim smjerovima. Ali veza, takoreći, nije stvarna, jer. ni informacija ni energija se ne mogu prenijeti.

Štaviše, ovaj odnos ne zavisi ni udaljenost ni vrijeme: ako su dva objekta bila "zbunjena", onda se, bez obzira na sigurnost svakog od njih, drugi ponaša kao da veza i dalje postoji (iako se postojanje takve veze može otkriti samo pri mjerenju oba objekta, takvo mjerenje mogu se vremenski razdvojiti: prvo izmjeriti, zatim uništiti jedan od objekata, a drugi izmjeriti kasnije. Na primjer, vidi R. Penrose). Jasno je da u ovom slučaju bilo kakva „veza“ postaje teško razumljiva, pa se postavlja pitanje: može li zakon vjerovatnoće ispadanja iz mjerenog parametra (koji je opisan talasnom funkcijom) biti takav da nejednakost nije narušena na svakom od krajeva, a sa opštom statistikom sa oba kraja - bila je narušena - i bez ikakve veze, naravno, osim veze činom opšteg pojavljivanja.

Unaprijed ću dati odgovor: da, možda, pod uslovom da ove vjerovatnoće nisu "klasične", već operišu sa složenim varijablama da opisuju "superpoziciju stanja" - kao da se istovremeno pronalaze sva moguća stanja sa određenom vjerovatnoćom za svako.

Za kvantne objekte, deskriptor njihovog stanja (valna funkcija) je upravo to. Ako govorimo o opisivanju položaja elektrona, onda vjerovatnoća njegovog pronalaska određuje topologiju "oblaka" - oblik orbitale elektrona. Koja je razlika između klasičnog i kvantnog?

Zamislite točak bicikla koji se brzo okreće. Negdje je na njemu pričvršćen crveni bočni reflektor, ali na ovom mjestu možemo vidjeti samo gušću sjenu zamućenja. Vjerovatnoća da će se reflektor, stavljanjem štapa u kotač, zaustaviti u određenom položaju od štapa jednostavno je određena: jedan štap - jedan položaj. Sunem dva štapa, ali samo onaj koji se pojavi malo ranije će zaustaviti točak. Ako pokušamo potpuno zalijepiti štapove istovremeno, postižući da nema vremena između krajeva štapa koji dolaze u kontakt sa točkom, tada će se pojaviti određena nesigurnost. U "nije bilo vremena" između interakcija sa suštinom objekta - cijela suština razumijevanja kvantnih čuda :)

Brzina "rotacije" onoga što određuje oblik elektrona (polarizacija - širenje električnog poremećaja) jednaka je graničnoj brzini kojom se bilo šta uopće može širiti u prirodi (brzina svjetlosti u vakuumu). Znamo zaključak teorije relativnosti: u ovom slučaju vrijeme za ovu perturbaciju postaje nula: nema ničega u prirodi što bi se moglo realizirati između bilo koje dvije tačke širenja ove perturbacije, nema vremena za to. To znači da perturbacija može stupiti u interakciju sa bilo kojim drugim "štapovima" koji utiču na njega bez trošenja vremena - istovremeno. A vjerovatnoću kakav će se rezultat dobiti u određenoj tački u prostoru tokom interakcije treba izračunati vjerovatnoćom koja uzima u obzir ovaj relativistički efekat: Zbog činjenice da nema vremena za elektron, on nije u stanju da izabere najmanju razliku između dva "štapa" tokom interakcije sa njima i uradi to istovremeno sa svoje "tačke gledišta": elektron prolazi kroz dva proreza istovremeno sa različitom gustinom talasa u svakom i zatim interferira sam sa sobom kao dva superponirana talasa.

Evo razlike između opisa vjerovatnoća u klasicima i kvantiteta: kvantne korelacije su "jače" od klasičnih. Ako rezultat pada novčića ovisi o mnogim utjecajnim faktorima, ali općenito su oni jedinstveno određeni na način da treba samo napraviti tačnu mašinu za bacanje novčića, a oni će pasti na isti način, onda je slučajnost" nestao". Ako, međutim, napravimo automat koji zabija u elektronski oblak, onda će rezultat biti određen činjenicom da će svaki udar uvijek u nešto udariti, samo s različitom gustinom esencije elektrona na ovom mjestu. Nema drugih faktora, osim statičke distribucije vjerovatnoće nalaženja mjerenog parametra u elektronu, a to je determinizam sasvim druge vrste nego u klasicima. Ali i ovo je determinizam; uvijek je izračunljiv, reproducibilan, samo sa singularitetom opisanim talasnom funkcijom. Istovremeno, takav kvantni determinizam se odnosi samo na holistički opis kvantnog talasa. Ali, s obzirom na nedostatak odgovarajućeg vremena za kvant, on stupa u interakciju apsolutno nasumično, tj. ne postoji kriterijum da se unapred predvidi rezultat merenja ukupnosti njegovih parametara. U ovom značenju e (u klasičnom pogledu), ono je apsolutno nedeterminističko.

Elektron stvarno i stvarno postoji u obliku statičke formacije (a ne tačke koja se rotira u orbiti) - stojećeg vala električne perturbacije, koji ima još jedan relativistički efekat: okomito na glavnu ravan "prostiranja" (jasno je zašto pod navodnicima:) električno polje nastaje i statična oblast polarizacije koja je sposobna da utiče na istu oblast drugog elektrona: magnetni moment. Električna polarizacija u elektronu daje efekat električnog naboja, njegovu refleksiju u prostoru u vidu mogućnosti utjecaja na druge elektrone - u obliku magnetskog naboja, koji ne postoji sam po sebi bez električnog. A ako se u električno neutralnom atomu električni naboji kompenziraju nabojima jezgara, onda se magnetni mogu orijentirati u jednom smjeru i dobićemo magnet. Za dublje razumijevanje ovoga - u članku .

Smjer u kojem je usmjeren magnetni moment elektrona naziva se spin. One. spin - manifestacija metode superponiranja električnog deformacijskog vala na sebe s formiranjem stojećeg vala. Numerička vrijednost spina odgovara karakteristici superpozicije vala na sebe.Za elektron: +1/2 ili -1/2 (znak simbolizira smjer bočnog pomaka polarizacije - "magnetni" vektor).

Ako se na vanjskom elektronskom sloju atoma nalazi jedan elektron, a iznenada mu se pridruži još jedan (formiranje kovalentne veze), onda oni, poput dva magneta, odmah stoje u poziciji 69, formirajući uparenu konfiguraciju s energijom veze koja moraju biti slomljeni da bi ponovo podijelili ove elektrone. Ukupan spin takvog para je 0.

Spin je parametar koji igra važnu ulogu kada se razmatraju zapletena stanja. Za elektromagnetski kvant koji se slobodno širi, suština uslovnog parametra "spin" je i dalje ista: orijentacija magnetne komponente polja. Ali on više nije statičan i ne dovodi do pojave magnetskog momenta. Da biste to popravili, ne treba vam magnet, već utor za polarizator.

Da biste učvrstili ideje o kvantnim zapletima, predlažem da pročitate popularan i kratak članak Alekseja Levina: Strast u daljini . Pratite link i pročitajte prije nego nastavite :)

Dakle, specifični merni parametri se ostvaruju samo tokom merenja, a pre toga su postojali u vidu distribucije verovatnoće koja je činila statiku relativističkih efekata dinamike širenja polarizacije mikrokosmosa vidljive makrokosmosu. Razumjeti suštinu onoga što se događa u kvantnom svijetu znači proniknuti u manifestacije takvih relativističkih efekata, koji kvantnom objektu zapravo daju svojstva bića. istovremeno u različitim stanjima do trenutka određenog mjerenja.

"Zamršeno stanje" je potpuno determinističko stanje dviju čestica koje imaju toliko identičnu zavisnost opisa kvantnih svojstava da se na oba kraja pojavljuju konzistentne korelacije, zbog posebnosti suštine kvantne statike, koje imaju konzistentno ponašanje. Za razliku od makro statistike, u kvantnoj statistici moguće je sačuvati takve korelacije za objekte koji su prostorno i vremenski odvojeni i prethodno koordinirani u smislu parametara. To se očituje u statistici ispunjenja Bellovih nejednakosti.

Koja je razlika između valne funkcije (naš apstraktni opis) neupletenih elektrona dva atoma vodika (uprkos činjenici da će njeni parametri biti općeprihvaćeni kvantni brojevi)? Ništa, osim što je spin nesparenog elektrona nasumičan bez kršenja Bellovih nejednakosti. U slučaju formiranja uparene sferne orbitale u atomu helija, ili u kovalentnim vezama dva atoma vodika, uz formiranje molekularne orbitale generalizirane sa dva atoma, ispostavlja se da su parametri dva elektrona međusobno konzistentni. . Ako se upleteni elektroni razdvoje i počnu se kretati u različitim smjerovima, tada se u njihovoj valnoj funkciji pojavljuje parametar koji opisuje pomicanje gustoće vjerovatnoće u prostoru od vremena - trajektorije. A to uopće ne znači da je funkcija rasprostranjena u prostoru, jednostavno zato što vjerovatnoća pronalaska objekta postaje nula na nekoj udaljenosti od njega, a ništa ne ostaje iza toga što bi ukazivalo na vjerovatnoću pronalaženja elektrona. Ovo je još očiglednije u slučaju da je par vremenski razmaknut. One. postoje dva lokalna i nezavisna deskriptora čestica koje se kreću u suprotnim smjerovima. Iako se još uvijek može koristiti jedan opći deskriptor, to je pravo onoga koji formalizira :)

Osim toga, okruženje čestica ne može ostati ravnodušno i također je podložno modifikacijama: deskriptori valne funkcije čestica okoliša se mijenjaju i svojim utjecajem sudjeluju u rezultirajućoj kvantnoj statistici (što dovodi do pojave takvih pojava kao što je dekoherencija). Ali obično nikome ne pada na pamet da ovo opiše kao opću valnu funkciju, iako je i to moguće.

U mnogim izvorima možete se detaljno upoznati sa ovim fenomenima.

M.B. Mensky piše:

"Jedna od svrha ovog članka... je potkrijepiti stajalište da postoji formulacija kvantne mehanike u kojoj ne nastaju paradoksi i unutar koje se može odgovoriti na sva pitanja koja fizičari obično postavljaju. Paradoksi nastaju samo kada istraživač nije zadovoljan ovim "fizičkim" nivoom teorije, kada postavlja pitanja koja nisu uobičajena u fizici, drugim rečima, kada uzme slobodu da pokuša da pređe granice fizike.. ...Specifične karakteristike kvantne mehanike povezane sa isprepletenim stanjima prvo su formulisane u vezi sa EPR paradoksom, ali se trenutno ne doživljavaju kao paradoksalne. Za ljude koji se profesionalno bave kvantnim mehaničkim formalizmom (tj. za većinu fizičara), nema ničeg paradoksalnog ni u EPR parovima, pa čak ni u vrlo složenim isprepletenim stanjima sa velikim brojem pojmova i velikim brojem faktora u svakom terminu. Rezultate bilo kakvih eksperimenata sa takvim stanjima je u principu lako izračunati (iako su tehničke poteškoće u izračunavanju složenih zapletenih stanja, naravno, moguće)."

Iako se, mora se reći, u rasuđivanju o ulozi svijesti, svjesnom izboru u kvantnoj mehanici, Mensky se ispostavlja da je taj koji uzima " uzmite slobodu da pokušate ići dalje od fizike". Ovo podsjeća na pokušaje da se pristupi fenomenima psihe. Kao kvantni profesionalac, Mensky je dobar, ali u mehanizmima psihe je, kao i Penrose, naivan.

Vrlo kratko i uslovno (samo da shvatim suštinu) o upotrebi zamršenih stanja u kvantnoj kriptografiji i teleportaciji (jer to je ono što pogađa maštu zahvalnih gledalaca).

Dakle, kriptografija. Morate poslati sekvencu 1001

Koristimo dva kanala. Na prvom pokrećemo zamršenu česticu, na drugom - informaciju o tome kako interpretirati primljene podatke u obliku jednog bita.

Pretpostavimo da postoji alternativno moguće stanje korišćenog kvantnomehaničkog parametra spina u uslovnim stanjima: 1 ili 0. U ovom slučaju, verovatnoća njihovog ispadanja sa svakim oslobođenim parom čestica je zaista nasumična i ne prenosi nikakvo značenje a.

Prvi transfer. Prilikom merenja ovdje ispostavilo se da je stanje čestice 1. To znači da druga ima 0. Da bi se volumen na kraju da dobijemo potrebnu jedinicu, prenosimo bit 1. Tamo oni mjere stanje čestice i, da bi saznali šta to znači, dodaju je prenesenom 1. Dobiju 1. Istovremeno, bijelim provjeravaju da nije prekinuto zapletanje, tj. infa nije presretnuta.

Drugi transfer. Ponovo je izašlo stanje 1. Drugo ima 0. Prodajemo info - 0. Sabiramo, dobijamo traženu 0.

Treća brzina. Stanje ovde je 0. Tamo, to znači - 1. Da bismo dobili 0, prelazimo 0. Sabiramo, dobijamo 0 (u najmanjem značajnom bitu).

Četvrto. Ovdje - 0, tamo - 1, potrebno je da se tumači kao 1. Prenosimo informaciju - 0.

Evo u ovom principu. Presretanje info kanala je beskorisno zbog potpuno nekoreliranog niza (šifriranje sa ključem stanja prve čestice). Presretanje zamršenog kanala - ometa prijem i detektuje se. Statistika prijenosa sa oba kraja (prijemni kraj ima sve potrebne podatke o kraju koji se prenosi) prema Bellu određuje ispravnost i nepresretanje prijenosa.

To je ono što je teleportacija. Ne postoji proizvoljno nametanje stanja na česticu, već samo predviđanje kakvo će to stanje biti nakon (i tek nakon) čestice ovdje se mjerenjem izvlači iz veze. I onda kažu, kao, da je došlo do transfera kvantnog stanja sa uništenjem komplementarnog stanja na početnoj tački. Dobivši informaciju o stanju ovdje, može se na ovaj ili onaj način ispraviti kvantnomehanički parametar tako da se ispostavi da je identičan ovom ovdje, ali ga više neće biti, a govori se o ispunjenju zabrane o kloniranju u vezanom stanju.

Čini se da nema analoga ovih pojava u makrokosmosu, nema kuglica, jabuka itd. iz klasične mehanike ne može poslužiti za tumačenje manifestacije takve prirode kvantnih objekata (zapravo, nema temeljnih prepreka za to, što će biti prikazano u nastavku u konačnom linku). To je glavna poteškoća za one koji žele da dobiju vidljivo "objašnjenje". To ne znači da tako nešto nije zamislivo, kako se ponekad tvrdi. To znači da je potrebno prilično mukotrpno raditi na relativističkim reprezentacijama, koje igraju odlučujuću ulogu u kvantnom svijetu i povezuju svijet kvanata sa makrosvijetom.

Ali ni ovo nije neophodno. Prisjetimo se glavnog zadatka reprezentacije: kakav bi trebao biti zakon materijalizacije mjerenog parametra (koji je opisan talasnom funkcijom) tako da se nejednakost ne naruši na svakom kraju, a kod uobičajenih statistika s oba kraja . Postoje mnoga tumačenja za razumijevanje ovoga koristeći pomoćne apstrakcije. Oni govore o istoj stvari na različitim jezicima takvih apstrakcija. Od njih, dvije su najznačajnije u smislu ispravnosti dijeljene među nosiocima reprezentacija. Nadam se da će posle rečenog biti jasno na šta se misli :)

Kopenhaška interpretacija iz članka o paradoksu Einstein-Podolsky-Rosen:

" (EPR-paradoks) - prividni paradoks... Zaista, zamislimo da na dvije planete u različitim dijelovima Galaksije postoje dva novčića koji uvijek ispadaju na isti način. Ako zabilježite rezultate svih preokreta, a zatim ih uporedite, oni će se podudarati. Same kapi su nasumične, na njih se ni na koji način ne može uticati. Nemoguće je, na primjer, složiti se da je orao jedinica, a rep nula, i tako prenijeti binarni kod. Uostalom, niz nula i jedinica bit će nasumičan na oba kraja žice i neće imati nikakvo značenje.

Ispostavilo se da paradoks ima objašnjenje koje je logički kompatibilno i sa teorijom relativnosti i sa kvantnom mehanikom.

Netko bi mogao pomisliti da je ovo objašnjenje previše nevjerojatno. Tako je čudno da Albert Ajnštajn nikada nije verovao u "boga koji igra kockice". Ali pažljivi eksperimentalni testovi Bellovih nejednakosti pokazali su da u našem svijetu postoje ne-lokalne nezgode.

Važno je naglasiti jednu posljedicu ove već spomenute logike: mjerenja nad zapetljanim stanjima neće narušiti relativnost i uzročnost samo ako su zaista nasumična. Između okolnosti mjerenja i poremećaja ne bi trebalo postojati nikakve veze, niti najmanje pravilnosti, jer bi u suprotnom postojala mogućnost trenutnog prijenosa informacija. Dakle, kvantna mehanika (u Kopenhagenskoj interpretaciji) i postojanje isprepletenih stanja dokazuju postojanje indeterminizma u prirodi."

U statističkoj interpretaciji, to se pokazuje kroz koncept „statističkih ansambala“ (isto):

Sa stanovišta statističke interpretacije, stvarni predmeti proučavanja u kvantnoj mehanici nisu pojedinačni mikro-objekti, već statistički ansambli mikro-objekata koji se nalaze u istim makro uslovima. Shodno tome, fraza "čestica je u tom i takvom stanju" zapravo znači "čestica pripada tom i takvom statističkom ansamblu" (koji se sastoji od mnogo sličnih čestica). Stoga, izbor jednog ili drugog podansambla u početnom ansamblu značajno mijenja stanje čestice, čak i ako nije bilo direktnog utjecaja na nju.

Kao jednostavnu ilustraciju, razmotrite sljedeći primjer. Uzmimo 1000 novčića u boji i bacimo ih na 1000 listova papira. Vjerovatnoća da je „orao“ utisnut na listu koji smo nasumično odabrali je 1/2. U međuvremenu, za listove na kojima leže kovanice „repovi“ prema gore, ista vjerovatnoća je 1 - odnosno imamo priliku da indirektno utvrdimo priroda otiska na papiru, gledajući ne u sam list, već samo u novčić. Međutim, cjelina povezana s takvim "indirektnim mjerenjem" potpuno je drugačija od originalne: više ne sadrži 1000 listova papira, već samo oko 500!

Dakle, opovrgavanje relacije nesigurnosti u „paradoksu“ EPR-a bilo bi valjano samo ako bi za originalni ansambl bilo moguće istovremeno odabrati neprazan podskup i na osnovu momenta i na osnovu prostornih koordinata. Međutim, upravo nemogućnost takvog izbora potvrđuje odnos neizvjesnosti! Drugim riječima, “paradoks” EPR-a zapravo se ispostavlja kao začarani krug: on pretpostavlja neistinitost pobijene činjenice.

Varijanta sa "superluminalnim signalom" od čestice A do čestice B takođe se zasniva na ignorisanju činjenice da distribucije verovatnoće vrednosti merenih veličina ne karakterišu određeni par čestica, već statistički ansambl koji sadrži ogroman broj takvih parova. Ovdje, kao sličnu situaciju, možemo smatrati situaciju kada se novčić u boji u mraku baci na list, nakon čega se list izvuče i zaključa u sef. Vjerovatnoća da je "orao" utisnut na listu je a priori 1/2. A činjenica da se odmah pretvara u 1 ako upalimo svjetlo i uvjerimo se da je novčić "repov" gore, uopće ne znači sposobnost našeg pogleda da se magle utiče na objekte zaključane u sefu na zamišljen način.

Više: Interpretacije kvantne mehanike ansambla AA Pečenkina u SAD i SSSR-u.

I još jedno tumačenje sa http://ru.philosophy.kiev.ua/iphras/library/phnauk5/pechen.htm:

Modalna interpretacija van Fraasena polazi od činjenice da se stanje fizičkog sistema mijenja samo uzročno, tj. u skladu sa Schrödingerovom jednačinom, međutim, ovo stanje ne određuje jednoznačno vrijednosti fizičkih veličina pronađenih tokom mjerenja.

Popper ovdje daje svoj omiljeni primjer: dječji bilijar (daska obložena iglama, na kojoj se metalna kugla, simbolizirajući fizički sistem, kotrlja odozgo - sam bilijar simbolizira eksperimentalni uređaj). Kada je lopta na vrhu bilijara, imamo jednu dispoziciju, jednu sklonost da dođemo do neke tačke na dnu table. Ako smo fiksirali loptu negdje na sredini ploče, promijenili smo specifikaciju eksperimenta i dobili novu predispoziciju. Kvantno-mehanički indeterminizam je ovdje očuvan u potpunosti: Popper navodi da bilijar nije mehanički sistem. Nismo u mogućnosti da pratimo putanju lopte. Ali “smanjenje talasnog paketa” nije čin subjektivnog posmatranja, to je svjesno redefiniranje eksperimentalne situacije, sužavanje uvjeta iskustva.

Da sumiramo činjenice

1. Unatoč apsolutnoj nasumičnosti gubitka parametra pri mjerenju u masi isprepletenih parova čestica, konzistentnost se manifestira u svakom takvom paru: ako se pokaže da jedna čestica u paru ima spin 1, onda druga čestica u paru par ima suprotan spin. Ovo je u principu razumljivo: pošto u uparenom stanju ne mogu postojati dvije čestice koje imaju isti spin u istom energetskom stanju, onda kada su podijeljene, ako je konzistentnost očuvana, tada su spinovi i dalje konzistentni. Čim se odredi spin jednog, spin drugog će postati poznat, uprkos činjenici da je slučajnost spina u merenjima sa obe strane apsolutna.

Dozvolite mi da ukratko razjasnim nemogućnost potpuno identičnih stanja dvije čestice na jednom mjestu u prostor-vremenu, što se u modelu strukture elektronske ljuske atoma naziva Paulijevim principom, a u kvantnom mehaničkom razmatranju konzistentnih stanja - princip nemogućnosti kloniranja zapletenih objekata.

Postoji nešto (do sada nepoznato) što zaista sprječava da kvant ili njegova odgovarajuća čestica budu u jednom lokalnom stanju s drugim - potpuno identični u kvantnim parametrima. To se ostvaruje, na primjer, u Casimirovom efektu, kada virtualni kvanti između ploča mogu imati valnu dužinu koja nije veća od jaza. A to se posebno jasno vidi u opisu atoma, kada elektroni datog atoma ne mogu imati identične parametre u svemu, što je aksiomatski formalizovano Paulijevim principom.

Na prvom, najbližem sloju, mogu se naći samo 2 elektrona u obliku kugle (s-elektroni). Ako ih ima dva, onda imaju različite okrete i upareni su (zamršeni), formirajući zajednički val sa energijom vezivanja koja se mora primijeniti da se ovaj par prekine.

Na drugom, udaljenijem i energičnijem nivou, mogu postojati 4 "orbitale" dva uparena elektrona u obliku stojećeg talasa oblika zapremine osam (p-elektrona). One. viša energija i zauzima više prostora i omogućava koegzistenciju nekoliko spregnutih parova. Od prvog sloja, drugi se energetski razlikuje za 1 moguće diskretno energetsko stanje (više vanjskih elektrona, koji opisuju prostorno veći oblak, također imaju veću energiju).

Treći sloj vam već prostorno omogućava da imate 9 orbita u obliku četverolista (d-elektroni), četvrti - 16 orbita - 32 elektrona, obrazac koji također podsjećaju na osmice u različitim kombinacijama ( f-elektroni).

Oblici elektronskih oblaka:

a – s-elektroni; b – p-elektroni; c – d-elektroni.

Takav skup diskretno različitih stanja - kvantnih brojeva - karakterizira moguća lokalna stanja elektrona. A evo šta iz toga proizlazi.

Kada dva elektrona sa različitim spinovimajedannivo energije (iako to u osnovi nije neophodno: http://www.membrana.ru/lenta/?9250) par, tada se formira zajednička "molekularna orbitala" sa smanjenim nivoom energije zbog energije i veze. Dva atoma vodika, od kojih svaki ima nespareni elektron, formiraju zajedničko preklapanje ovih elektrona - (jednostavnu kovalentnu) vezu. Dokle god postoji - zaista dva elektrona imaju zajedničku koordiniranu dinamiku - zajedničku talasnu funkciju. Koliko dugo? "Temperatura" ili nešto drugo što može nadoknaditi energiju veze je razbija. Atomi se razlijeću s elektronima koji više nemaju zajednički val, ali su još uvijek u komplementarnom, međusobno konzistentnom stanju isprepletenosti. Ali veze više nema :) Evo trenutka kada o opštoj talasnoj funkciji više ne vredi pričati, iako su probabilističke karakteristike u smislu kvantne mehanike ostale iste kao da ova funkcija nastavlja da opisuje opšti talas. To samo znači očuvanje sposobnosti prikazivanja dosljedne korelacije.

Opisan je način dobivanja zapletenih elektrona njihovom interakcijom: http://www.scientific.ru/journal/news/n231201.html ili popularno-šematski - u http://www.membrana.ru/articles/technic/2002/02/08/170200.html : " Da biste stvorili "relaciju nesigurnosti" za elektrone, odnosno da biste ih "zbunili", morate se uvjeriti da su identični u svim aspektima, a zatim ispucati te elektrone u razdjelnik snopa (beam splitter). Mehanizam "cijepi" svaki od elektrona, dovodeći ih u kvantno stanje "superpozicije", usljed čega će se elektron kretati po jednom od dva puta sa jednakom vjerovatnoćom.".

2. Sa statistikom mjerenja na obje strane, međusobna konzistentnost slučajnosti u parovima može dovesti do kršenja Bellove nejednakosti pod određenim uvjetima. Ali ne kroz korištenje neke posebne, još nepoznate kvantnomehaničke esencije.

Sljedeći mali članak (zasnovan na idejama koje je iznio R.Pnrose) omogućava vam da uđete u trag (pokažite princip, primjer) kako je to moguće: Relativnost Bellovih nejednakosti ili Novi um golog kralja. To je također prikazano u radu A.V. Belinskog, objavljenom u Uspekhi fizicheskikh nauk: Bellova teorema bez pretpostavke o lokalitetu. Još jedan rad A.V. Belinskog za razmišljanje zainteresovanih: Bellova teorema za trihotomne opservable, kao i rasprava sa d.f.-m.s., prof., akad. Valerij Borisovič Morozov (općepriznati korifej foruma i "klubova" odsjeka za fiziku FRTK-MIPT), gdje Morozov predlaže na razmatranje oba ova djela A.V. Belinskog: Iskustvo aspekta: pitanje za Morozova. I pored teme o mogućnosti narušavanja Bellovih nejednakosti bez uvođenja dugotrajne akcije: Bellovo modeliranje nejednakosti.

Skrećem vam pažnju na činjenicu da "Relativnost Bellovih nejednakosti ili novi um golog kralja", kao ni "Bellova teorema bez pretpostavke lokalnosti" u kontekstu ovog članka ne pretenduju da opisuju mehanizam kvantnomehaničke zapletanje. Problem je prikazan u posljednjoj rečenici prvog linka: "Nema razloga da se na kršenje Bellovih nejednakosti pozivamo kao na neosporno pobijanje bilo kojeg modela lokalnog realizma." one. granica njegove upotrebe je teorema navedena na početku: "Mogu postojati modeli klasičnog lokaliteta u kojima su Bellove nejednakosti narušene." O ovome - dodatna objašnjenja u raspravi.

Donijet ću svoj model.
"Kršenje lokalnog realizma" je samo relativistički efekat.
Niko (normalan) ne raspravlja sa činjenicom da za sistem koji se kreće graničnom brzinom (brzinom svjetlosti u vakuumu) ne postoji ni prostor ni vrijeme (Lorentzova transformacija u ovom slučaju daje nula vremena i prostora), tj. za kvant je i tu i tamo, koliko god daleko on tamo bio.
Jasno je da upleteni kvanti imaju svoju početnu tačku. A elektroni su isti kvanti u stanju stojećeg talasa, tj. postoje tu i tamo odjednom za čitav životni vijek elektrona. Ispostavlja se da su sva svojstva kvanta unaprijed određena nama, onima koji to percipiramo spolja, eto zašto. Mi smo na kraju sastavljeni od kvanta koji su tu i tamo. Za njih je brzina širenja interakcije (granična brzina) beskonačno velika. Ali sve te beskonačnosti su različite, kao i u različitim dužinama segmenata, iako svaki ima beskonačan broj tačaka, ali odnos ovih beskonačnosti daje omjer dužina. Ovako nam se pojavljuju vrijeme i prostor.
Za nas je lokalni realizam narušen u eksperimentima, ali ne i za kvante.
Ali ova neusklađenost ni na koji način ne utiče na stvarnost, jer takvu beskonačnu brzinu ne možemo koristiti u praksi. Ni informacija, a posebno materija, ne prenose se beskonačno brzo tokom "kvantne teleportacije".
Dakle, sve je ovo šala relativističkih efekata, ništa više. Mogu se koristiti u kvantnoj kriptografiji ili bilo čemu drugom, niti se mogu koristiti za stvarnu akciju dugog dometa.

Vizuelno posmatramo suštinu onoga što pokazuju Bellove nejednakosti.
1. Ako je orijentacija mjerača na oba kraja ista, tada će mjerenje okretaja na oba kraja uvijek biti suprotno.
2. Ako je orijentacija mjerača suprotna, onda će rezultat biti isti.
3. Ako se orijentacija lijevog mjerača razlikuje od orijentacije desnog za manje od određenog ugla, tada će se implementirati tačka 1 i koincidencije će biti unutar vjerovatnoće koju je predvidio Bell za nezavisne čestice.
4. Ako je ugao veći, onda - tačka 2 i poklapanja će biti veća od vjerovatnoće koju je predvidio Bell.

One. pod manjim uglom dobićemo pretežno suprotne vrednosti spinova, a pod većim uglom pretežno podudarne.
Zašto se to događa sa spinom može se zamisliti, imajući na umu da je spin elektrona magnet, a također se mjeri orijentacijom magnetnog polja (ili u slobodnom kvantu, spin je smjer polarizacije i mjeri se pomoću orijentacija jaza kroz koji mora pasti ravan polarizacione rotacije).
Jasno je da ćemo slanjem magneta, koji su inicijalno bili povezani i zadržali međusobnu orijentaciju prilikom slanja, uticati na njih magnetnim poljem tokom mjerenja (okrećući se u jednom ili drugom smjeru) kao što se to dešava u kvantnim paradoksima.
Jasno je da kada naiđe na magnetsko polje (uključujući i spin drugog elektrona), spin se nužno orijentiše u skladu s njim (međusobno suprotno u slučaju spina drugog elektrona). Stoga kažu da "orijentacija spina nastaje samo tokom merenja", ali istovremeno zavisi od njegovog početnog položaja (u kom pravcu da se okreće) i smera uticaja merača.
Jasno je da za to nisu potrebna dugotrajna dejstva, kao što nije potrebno propisivati ​​takvo ponašanje u početnom stanju čestica.
Imam razloga da verujem da se do sada pri merenju spina pojedinih elektrona ne uzimaju u obzir međustanja spina, već samo pretežno – duž mernog polja i naspram polja. Primjeri metoda: , . Vrijedno je obratiti pažnju na datum savladavanja ovih metoda, koji je kasniji od gore opisanih eksperimenata.
Predstavljeni model je, naravno, pojednostavljen (u kvantnim fenomenima spin nije baš pravi magnet, iako daju sve uočene magnetne pojave) i ne uzima u obzir mnoge nijanse. Dakle, to nije opis stvarnog fenomena, već pokazuje samo mogući princip. I takođe pokazuje koliko je loše jednostavno vjerovati deskriptivnom formalizmu (formulama) bez razumijevanja suštine onoga što se dešava.
Istovremeno, Bellova teorema je tačna u formulaciji iz Aspekovog članka: "nemoguće je pronaći teoriju s dodatnim parametrom koji zadovoljava opći opis, koji reproducira sva predviđanja kvantne mehanike." i to nikako u formulaciji Penrosea, već: "Pokazuje se da je nemoguće reproducirati predviđanja kvantne teorije na ovaj način (nekvantni).". Jasno, da bi se dokazala teorija prema Penroseu, potrebno je dokazati da se Bellove nejednakosti ne mogu narušiti nikakvim drugim modelima osim kvantnomehaničkim eksperimentom.

Ovo je pomalo preuveličan, moglo bi se reći vulgaran primjer tumačenja, samo da pokaže kako se može prevariti u takvim rezultatima. Ali hajde da jasno shvatimo šta je Bell želeo da dokaže i šta se zapravo dešava. Bell je napravio eksperiment koji pokazuje da u zapletu nema prethodnog "algoritma a", unaprijed određene korelacije (na čemu su tada insistirali protivnici, govoreći da postoje neki skriveni parametri koji određuju takvu korelaciju). I tada bi vjerovatnoće u njegovim eksperimentima trebale biti veće od vjerovatnoće stvarno slučajnog procesa (zašto je dobro opisano u nastavku).
ALI u stvari, oni jednostavno imaju iste vjerovatnoće zavisnosti. Šta to znači? To znači da ne postoji unaprijed određena, unaprijed određena veza između fiksiranja parametra mjerenjem, već takav rezultat fiksacije proizlazi iz činjenice da procesi imaju istu (komplementarnu) funkciju vjerovatnoće (koja, općenito, direktno slijedi iz kvantnomehanički koncepti), je realizacija parametra tokom fiksacije, koji nije definisan zbog odsustva prostora i vremena u njegovom "referentnom okviru" zbog maksimalno moguće dinamike njegovog postojanja (relativistički efekat koji je formalizovao Lorentz transformacije, vidi Vakum, kvanti, materija).

Ovako Brian Greene opisuje metodološku suštinu Bellovog iskustva u svojoj knjizi The Fabric of the Cosmos. Od njega je svaki od dvojice igrača dobio mnogo kutija, svaka sa troja vrata. Ako prvi igrač otvori ista vrata kao i drugi u kutiji s istim brojem, tada trepće istim svjetlom: crvenim ili plavim.
Prvi igrač Scully pretpostavlja da je to osigurano programom boja bljeskalice ugrađenim u svaki par, ovisno o vratima, drugi igrač Mulder vjeruje da bljeskovi slijede s jednakom vjerovatnoćom, ali su nekako povezani (nelokalnim djelovanjem dugog dometa ). Prema drugom igraču, iskustvo odlučuje o svemu: ako je program, onda bi vjerovatnoća istih boja kada se različita vrata nasumično otvore trebala biti veća od 50%, za razliku od prave slučajne vjerovatnoće. Naveo je primjer zašto:
Konkretnosti radi, zamislimo da program za sferu u posebnoj kutiji proizvodi plavu (1. vrata), plavu (2. vrata) i crvenu (3. vrata) boje. Sada, pošto oboje biramo jedno od tri vrata, postoji ukupno devet mogućih kombinacija vrata koje možemo izabrati da otvorimo za ovu kutiju. Na primjer, ja mogu odabrati gornja vrata na svojoj kutiji, dok vi možete odabrati bočna vrata na svojoj kutiji; ili ja mogu odabrati ulazna vrata, a vi možete odabrati gornja vrata; i tako dalje."
"Oh, naravno." Scully je skočila. „Ako gornja vrata nazovemo 1, bočna vrata 2 i prednja vrata 3, onda je devet mogućih kombinacija vrata samo (1,1), (1,2), (1,3), (2,1) ), (2.2), (2.3), (3.1), (3.2) i (3.3)."
"Da, tako je", nastavlja Mulder. - "Sada važna stvar: od ovih devet mogućnosti, imajte na umu da pet kombinacija vrata - (1.1), (2.2), (3.3), (1.2) i (2.1) - dovode do rezultata da vidimo sfere u naše kutije trepere istim bojama.
Prve tri kombinacije vrata su one u kojima biramo ista vrata, a kao što znamo, to uvijek dovodi do toga da vidimo iste boje. Druge dvije kombinacije vrata (1,2) i (2,1) rezultiraju istim bojama jer program diktira da će sfere treptati istom bojom - plavom - ako su vrata 1 ili vrata 2 otvorena. Dakle, pošto je 5 veće od polovine od 9, to znači da će za više od polovine - više od 50 posto - mogućih kombinacija vrata koje možemo izabrati da otvorimo, sfere će treptati istom bojom."
"Ali čekaj", protestuje Scully. "Ovo je samo jedan primjer posebnog programa: plavi, plavi, crveni. U svom objašnjenju pretpostavio sam da kutije s različitim brojevima mogu i općenito bi imati različite programe."
“Zaista, nema veze. Zaključak vrijedi za bilo koji od mogućih programa.

I to je zaista slučaj ako imamo posla sa programom. Ali to uopće nije slučaj ako imamo posla sa nasumičnim ovisnostima za mnoge eksperimente, ali svaka od tih slučajnosti ima isti oblik u svakom eksperimentu.
U slučaju elektrona, kada su prvi put upareni, što osigurava njihove potpuno zavisne spinove (međusobno suprotne) i raspršene, ova međuzavisnost je, naravno, očuvana uz potpunu ukupnu sliku prave vjerovatnoće ispadanja i u činjenici da je može se unaprijed reći kako su spinovi dva elektrona u paru nemogući dok se jedan od njih ne odredi, ali oni "već" (ako mogu tako reći u odnosu na nešto što nema svoju vremensku i prostornu metriku) imaju određeni relativni položaj.

Dalje u knjizi Briana Greena:
postoji način da se ispita da li smo nehotice došli u sukob sa SRT-om. Zajedničko svojstvo materije i energije je da oni, prebacujući se s mjesta na mjesto, mogu prenositi informacije. Fotoni, putujući od radio stanice do vašeg prijemnika, nose informacije. Elektroni, putujući kablovima interneta do vašeg računara, nose informacije. U svakoj situaciji u kojoj se nešto — čak i nešto neidentifikovano — treba kretati brže od brzine svjetlosti, siguran test je da se pita da li prenosi, ili barem može prenijeti, informaciju. Ako je odgovor ne, prolazi standardno rezonovanje da ništa ne prelazi brzinu svjetlosti i SRT ostaje neosporan. U praksi, fizičari često koriste ovaj test kako bi utvrdili da li neki suptilni proces krši zakone specijalne relativnosti. Ništa nije preživjelo ovaj test.

Što se tiče pristupa R. Penrosea i itd. tumači, onda ću iz njegovog rada Penrouz.djvu pokušati da istaknem onaj fundamentalni stav (pogled na svet) koji direktno vodi do mističnih pogleda o nelokalnosti (sa svojim komentarima - crna boja):

Bilo je potrebno pronaći način koji bi omogućio da se istina odvoji od pretpostavki u matematici – neka formalna procedura, pomoću koje bi se sa sigurnošću moglo reći da li je dati matematički iskaz istinit ili ne. (prigovor vidi Aristotelov metod i Istinu, kriterije istine). Dok se ovaj problem ne riješi na pravi način, teško se može ozbiljno nadati uspjehu u rješavanju drugih, mnogo složenijih problema – onih koji se tiču ​​prirode sila koje pokreću svijet, bez obzira na to kakav odnos te iste sile imaju sa matematičkom istinom. Spoznaja da je nepobitna matematika ključ za razumijevanje svemira možda je prvi od najvažnijih otkrića u nauci uopće. Čak su i stari Egipćani i Babilonci nagađali o matematičkim istinama raznih vrsta, ali prvi kamen u temeljima matematičkog razumijevanja...
... ljudi su po prvi put imali priliku da formulišu pouzdane i očigledno nepobitne izjave - izjave u čiju istinitost ni danas nema sumnje, uprkos činjenici da je nauka od tog vremena daleko iskoračila. Po prvi put je ljudima otkrivena zaista bezvremenska priroda matematike.
Šta je matematički dokaz? U matematici, dokaz je besprijekorno rasuđivanje koje koristi samo tehnike čiste logike. (čista logika ne postoji. Logika je aksiomatska formalizacija obrazaca i odnosa koji se nalaze u prirodi) omogućavajući izvođenje nedvosmislenog zaključka o valjanosti jedne ili druge matematičke tvrdnje na osnovu valjanosti bilo koje druge matematičke tvrdnje, bilo unaprijed utvrđene na sličan način, ili uopće ne zahtijevajući dokaz (posebni elementarni iskazi, istinitost što je, po opštem mišljenju, samo po sebi očigledno, nazivaju se aksiomima). Dokazana matematička tvrdnja se obično naziva teoremom. Tu ga ne razumijem: na kraju krajeva, postoje jednostavno navedene, ali ne i dokazane teoreme.
... Objektivne matematičke koncepte treba predstaviti kao bezvremenske objekte; ne treba misliti da njihovo postojanje počinje u trenutku kada se pojave u ovom ili onom obliku u ljudskoj mašti.
... Dakle, matematičko postojanje se razlikuje ne samo od postojanja fizičkog, već i od postojanja kojim je naša svjesna percepcija u stanju da obdari objekt. Ipak, jasno je povezan sa posljednja dva oblika postojanja – tj. sa fizičkim i mentalnim postojanjem. veza je potpuno fizički koncept, šta Penrouz misli ovde?- a odgovarajuće veze su fundamentalne koliko i misteriozne.
Rice. 1.3. Tri "svijeta" - platonovski matematički, fizički i mentalni - i tri temeljne zagonetke koje ih povezuju...
... Dakle, prema onom prikazanom na sl. 1.3 shema, cijeli fizički svijet je kontroliran matematičkim zakonima. U kasnijim poglavljima knjige videćemo da postoje jaki (iako nepotpuni) dokazi koji podržavaju ovo gledište. Ako vjerujemo ovim dokazima, onda moramo priznati da je sve što postoji u fizičkom svemiru, do najsitnijih detalja, zaista vođeno preciznim matematičkim principima - možda jednadžbama. Evo ja se samo tiho bas ....
...Ako je to tako, onda su naše fizičke radnje potpuno i potpuno podređene takvoj univerzalnoj matematičkoj kontroli, iako ta “kontrola” ipak dopušta izvjesnu nasumičnost u ponašanju, kontroliranu strogim vjerojatnosnim principima.
Mnogi ljudi počinju da se osećaju veoma neprijatno zbog takvih pretpostavki; za mene i za sebe, priznajem, ove misli izazivaju neku anksioznost.
... Možda, u nekom smislu, tri svijeta uopće nisu odvojeni entiteti, već samo odražavaju različite aspekte neke fundamentalnije ISTINE (naglasio sam) koja opisuje svijet u cjelini – istine o kojoj trenutno ne znamo imaju i najmanje pojmove. - čisto Mystic....
.................
Čak se ispostavilo da na ekranu postoje regije koje su nedostupne česticama koje emituje izvor, uprkos činjenici da bi čestice mogle sasvim uspješno ući u ove regije kada je samo jedan od proreza bio otvoren! Iako se tačke pojavljuju na ekranu jedna po jedna na lokalizovanim pozicijama, i iako se svaki susret čestice sa ekranom može povezati sa određenim aktom emisije čestice od strane izvora, ponašanje čestice između izvora i ekran, uključujući dvosmislenost povezanu sa prisustvom dve praznine u barijeri, sličan je ponašanju talasa, u kojem talas Kada se čestica sudari sa ekranom, oseti oba proreza odjednom. Štaviše (a to je posebno važno za naše neposredne svrhe), razmak između rubova na ekranu odgovara talasnoj dužini L našeg talasa čestica, u odnosu na impuls čestice p prema prethodnoj formuli XXXX.
Sve je to sasvim moguće, reći će trezveni skeptik, ali to nas još ne tjera da napravimo tako apsurdno poistovjećivanje energetskog impulsa sa nekakvim operatorom! Da, to je upravo ono što želim da kažem: operator je samo formalizam za opisivanje pojave u njenom određenom okviru, a ne identitet sa fenomenom.
Naravno, to nas ne tjera, ali zar da se okrenemo od čuda kada nam se ukaže?! Šta je ovo čudo? Čudo je da se ova naizgled apsurdnost eksperimentalne činjenice (talasi se ispostavljaju čestice, a čestice valovi) može unijeti u sistem uz pomoć prekrasnog matematičkog formalizma, u kojem se zamah zaista poistovjećuje s " diferencijacija u koordinatama" i energija sa "vremenskom diferencijacijom.
... Sve je to u redu, ali šta je sa vektorom stanja? Šta vas sprečava da prepoznate da predstavlja stvarnost? Zašto su fizičari često krajnje nevoljni da zauzmu takav filozofski stav? Ne samo fizičari, već oni koji imaju sve u redu sa holističkim pogledom na svijet i koji nisu skloni da ih se navodi na nedovoljno determinisano rasuđivanje.
.... Ako želite, možete zamisliti da talasna funkcija fotona napušta izvor u obliku jasno definisanog talasnog paketa malih veličina, a zatim se, nakon susreta sa razdelnikom snopa, deli na dva dela, od kojih se jedan odbija od razdjelnika, a drugi prolazi kroz njega, na primjer, u okomitom smjeru. U oba smo uzrokovali da se valna funkcija podijeli na dva dijela u prvom razdjelniku zraka... Aksiom 1: Kvant nije djeljiv. Osobu koja govori o polovinama kvanta izvan njegove valne dužine ne doživljavam s manje skepticizma od osobe koja stvara novi univerzum sa svakom promjenom stanja kvanta. Aksiom 2: foton ne mijenja svoju putanju, a ako se promijenio, onda je to ponovna emisija fotona od strane elektrona. Zato što kvant nije elastična čestica i ne postoji ništa od čega bi se odbio. Iz nekog razloga, u svim opisima ovakvih iskustava, ove dvije stvari se izbjegavaju spominjati, iako imaju osnovnije značenje od efekata koji su opisani. Ne razumem zašto Penrouz ovo kaže, on mora da zna za nedeljivost kvanta, štaviše, pomenuo ga je u opisu sa dva proreza. U takvim čudesnim slučajevima ipak se mora nastojati ostati u okvirima osnovnih aksioma, a ako dođu u sukob s iskustvom, ovo je povod da se pažljivije razmisli o metodologiji i interpretaciji.
Prihvatimo za sada, barem kao matematički model kvantnog svijeta, ovaj neobičan opis, prema kojem se kvantno stanje razvija tokom vremena u obliku valne funkcije, obično "razmazane" po cijelom prostoru (ali sa mogućnošću da se fokus na ograničenijem području), a onda, kada se izvrši mjerenje, ovo stanje postaje nešto lokalizirano i sasvim određeno.
One. ozbiljno govori o mogućnosti da se nešto zaprlja na nekoliko svjetlosnih godina sa mogućnošću trenutne međusobne promjene. Ovo se može predstaviti čisto apstraktno – kao očuvanje formalizovanog opisa na svakoj od strana, ali ne u obliku neke vrste realnog entiteta, predstavljenog prirodom kvanta. Ovdje je jasan kontinuitet ideje o realnosti postojanja matematičkih formalizama.

Zato i Penrouza i druge slične fizičare koji promistički razmišljaju shvatam vrlo skeptično, uprkos njihovom veoma glasnom autoritetu...

U knjizi S. Weinberga Dreams of a Final Theory:
Filozofija kvantne mehanike toliko je irelevantna za njenu stvarnu upotrebu da se počinje sumnjati da su sva duboka pitanja o značenju mjerenja zapravo prazna, generirana nesavršenošću našeg jezika, koji je stvoren u svijetu koji je praktično vođen zakonima klasična fizika.

U članku Šta je lokalitet i zašto ga nema u kvantnom svijetu? , gdje je problem sažet na osnovu nedavnih događaja Aleksandra Lvovskog, uposlenika RCC-a i profesora na Univerzitetu u Kalgariju:
Kvantna nelokalnost postoji samo u okviru kopenhagenske interpretacije kvantne mehanike. U skladu s tim, kada se mjeri kvantno stanje, ono se urušava. Ako za osnovu uzmemo višesvjetsku interpretaciju, koja kaže da mjerenje stanja samo proširuje superpoziciju na promatrača, onda nema nelokalnosti. Ovo je samo iluzija posmatrača "ne zna" da je ušao u zapleteno stanje sa česticom na suprotnom kraju kvantne linije.

Neki zaključci iz članka i njegove već postojeće rasprave.
Trenutno postoji mnogo tumačenja različitih nivoa sofisticiranosti, pokušavajući ne samo da opišu fenomen zapetljanosti i drugih „nelokalnih efekata“, već i da opisuju pretpostavke o prirodi (mehanizmima) ovih pojava, tj. hipoteze. Štaviše, preovladava mišljenje da je u ovoj predmetnoj oblasti nemoguće nešto zamisliti, već je moguće osloniti se samo na određene formalizacije.
Međutim, ove iste formalizacije mogu sa približno istom uvjerljivošću pokazati sve što tumač poželi, sve do opisivanja nastajanja novog univerzuma svaki put, u trenutku kvantne nesigurnosti. A pošto takvi momenti nastaju tokom posmatranja, onda doneti svest - kao direktni učesnik u kvantnim fenomenima.
Za detaljno obrazloženje – zašto se ovaj pristup čini potpuno pogrešnim – pogledajte članak Heuristika.
Dakle, kad god drugi kul matematičar počne dokazivati ​​nešto poput jedinstva prirode dvaju potpuno različitih fenomena na osnovu sličnosti njihovog matematičkog opisa (pa, na primjer, ovo je ozbiljno urađeno s Coulombovim zakonom i Newtonovim zakonom gravitacije) ili "objašnjava" kvantna zapetljanost po posebnoj "dimenziji" bez zamišljanja njenog stvarnog utjelovljenja (ili postojanja meridijana u formalizmu mojih zemljana), održaću ga spremnim :)

Kvantna zapetljanost, ili "sablasna akcija na daljinu" kako ju je nazvao Albert Einstein, kvantno je mehanički fenomen u kojem kvantna stanja dva ili više objekata postaju međusobno zavisna. Ova ovisnost je očuvana čak i ako su objekti udaljeni jedan od drugog na mnogo kilometara. Na primjer, možete zaplesti par fotona, odnijeti jedan od njih u drugu galaksiju, a zatim izmjeriti spin drugog fotona - i on će biti suprotan spinu prvog fotona, i obrnuto. Oni pokušavaju prilagoditi kvantnu isprepletenost za trenutni prijenos podataka na gigantskim udaljenostima, ili čak za teleportaciju.

Fizičari sa škotskog univerziteta u Glazgovu izvijestili su o eksperimentu u kojem su naučnici uspjeli dobiti prvu ikada fotografiju čestica. Fenomeni po standardima fizike su toliko čudni da je čak i veliki naučnik 20. veka to nazvao "sablasnom akcijom na daljinu". Postignuće škotskih naučnika veoma je važno za razvoj novih tehnologija. Zašto? Hajde da to shvatimo.

Više puta smo pisali o tome da se kvantni komunikacijski uređaji s vremena na vrijeme testiraju u različitim dijelovima svijeta. Čini se da sve ovo uskoro neće ići dalje od eksperimenata, ali sada je, kako prenosi novinska agencija Xinhua, Kina završila stvaranje prve komercijalne ultra-sigurne kvantne komunikacijske mreže u zemlji. Puštanje u rad planirano je u bliskoj budućnosti.