В прошлом месяце миллиардер Юрий Мильнер и астрофизик Стивен Хокинг объявили о прорыве Starshot проекта: невероятно амбициозный план, чтобы отправить первый рукотворный космический аппарат к другой звездной системы в нашей галактике. Большой лазер массив может запустить камеру размером с микрочип, на другую звезду по ставке 20% света. Но непонятно, как это небольшое устройство можете связаться с нами через огромное межзвездное пространство. Как насчет квантовой запутанности? Можно ли использовать его для такого подключения?
Эта идея, безусловно, заслуживает внимания.
Представьте себе две монеты, что все может упасть орлом или решкой. Монета у вас с собой других, и мы очень далеко друг от друга. Мы бросить свою монету в воздух, ловя их и хлопнув по столу. Прежде чем глядя на упавшие фигуры, мы предполагали, что хвосты будут падать с вероятностью 50/50, и Орел, конечно, тоже. В нормальном, Вселенной nezapuschennoy, Ваши и мои результаты будут независимы друг от друга. Если вы попали хвосты, моя монета с вероятностью 50% выпадет Орел или решка. Однако, при определенных условиях, эти результаты могут быть грязными: если провести эксперимент и выпадет «решка», вы будете знать, что моя монета с вероятностью 100%, покажет, Орел, прежде чем я расскажу вам об этом. Вы узнаете о той же, даже если нас разделяют световые годы, и не дают ни секунды.
В квантовой физике мы, как правило, запутанной, не монеты, а некоторые частицы как электроны и фотоны, где каждый Фотон может иметь спин +1 или -1. Если вы измеряете спин фотона, вы будете мгновенно знать спин другого, даже если он находится на поселении у нас. До тех пор, пока вы измеряете спин фотона, что они оба существуют в неопределенном состоянии; однако, как только измеренное одной, и вы сразу же узнаете об этом. На первом, мы провели эксперимент, разделив два запутанных фотона на много километров, и путем измерения их спины в наносекунды. Оказалось, что если мы измеряем спин одного, и это +1, мы знаем, что другой спин -1 в 10 000 раз быстрее, чем то, что даст нам возможность к скорости света.
И вот вопрос: можем ли мы использовать это свойство — квантовая запутанность — для того, чтобы подключиться к удаленной звездной системы? Ответ: Да, если мы предположим, что измерения проводятся в дистанционной форме место общения. Но когда вы говорите, «связи», вы обычно хотите что-то узнать об этом месте писали. Вы можете, например, сохранить запутанных частиц в неизвестном состоянии, отправить ее на борту космического корабля к ближайшей звезде, и скажи ему, чтобы искать признаки твердых планет в обитаемой зоне звезды. Чтобы убедиться в этом, он делает измерения, что приводит к тому, что ваша частица будет находиться в состоянии +1, а если нет, то измерения покажут, что ваш частица находится в состоянии -1.
Итак, предположим, вы-частица на Земле, должны быть в состоянии -1, когда вы измеряете то, что скажет вам, что корабль нашли планету в обитаемой зоне, или в государстве, в +1, Что вы можете сказать о том, что машина планеты не нашли. Если вы знаете, что измерение производится, вам удастся сделать изготовленные на заказ размер и сразу узнать о состоянии другой частицы, даже если он находится за много световых лет от вас.
Волновая картина электронов, проходящих через двойную щель. Если измерять через какую щель проходит электрон, она уничтожит квантовой интерференционной картины.
План-это хорошо. Но есть проблема: путаница работает только если вы спросите частицы в состояние в котором ты находишься? Если поставить запутанных частиц в определенном состоянии, вы уничтожите запутанности и измерений, проведенных на Земле, будет полностью независимых измерений далекой звезды. Если вы просто измерили его, чтобы удалить частицы (и: +1 или -1), то ваши измерения на Земле тоже будет -1 или +1 (соответственно), и даст вам информацию о частице, которая находится за несколько световых лет от вас. Если вы погрузите частиц в состоянии +1 или -1, так что независимо от результата, ваш пакет будет на месте, с 50% вероятностью +1 или -1 и не буду ничего говорить про свет частиц в течение многих 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 выполнить измерения второго компонента (и есть), но не для создания и перевода информации из одной части запутанной системы к другой. Так что никакого способа, чтобы общаться быстрее, чем свет не появляются.
Квантовая запутанность-это удивительная особенность, которую мы можем использовать для кучу разных проблем, таких как совершенная система шифрования информации. Но связь быстрее скорости света? Чтобы понять, почему это невозможно, мы должны понимать важную особенность квантовой физики: что насильственное погружение в воду, по крайней мере часть запутанной системы, в состоянии не позволить вам, чтобы получить информацию о этот прыжок через измерения остальных частей системы. Как когда-то метко Нильс Бор: «если квантовая механика по-прежнему глубоко в шоке на вас, вы так и не поняли его.»
Вселенная играет с нами в кости все время, 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 Целом
