Квантовая телепортация

Относится к   «Квантовая механика»

Квантовая телепортация

Не менее, чем сенсаций по поводу превышения скорости света или даже остановки света (см. О скорости света), в интернете статей про "магическое" явление квантовой тепортации. Так часто это и преподносится - как магия (пример: Магическая лапша). Разгоряченное воображение рисует картины как воздействие на частицу (а когда-нибыдь в будущем на целый массивный предмет) мгновенно и непосредственно вызывает аналогичные изменения с другой частицей, которая была ранее "породнена", "спутана" с данной, независимо от расстояния, на которое они успели разлететься.
В качестве научного обоснования такой возможности приводится статья, появившаяся в результате теоретического спора ученых в начале прошлого века. В подборке Эйнштейн, Подольский, Розен рассказывается о чем на самом деле говорится в той статье.
Инициатором постановки вопроса о явлении, на первый взгляд противоречащим принципу неопределенности квантовой механики, был Эйнштейн. Но, как оказалось позже и было строго доказано (1982 Алан Аспект), его мысленные эксперименты, показывающие возможность дальнодействия (мгновенного нелокального взаимодействия), на самом деле говорят совсем о другом: о парадоксальности свойств квантовых явлений, при попытке их понимания с классической точки зрения.
Понимание же этого "парадокса" возможно настолько же, насколько возможно понимание сути квантово-механической неопределенности. А в ней нет ничего таинственного, если знать, что "частица" или квант поля не есть некая материальная точка, привычное тело, имеющее четкие очертания. Это - возмущение поля, волна, "рябь" структуры мироздания. Этой базовой структурой является "вакуум" - как суперпозиция взаимноскомпенсированных, но реально постоянно происходящих возмущений поля (всех возможных видов и энергий этих возмущений), проявляющихся как флуктуации вакуума (см. Вакуум, кванты, вещество ). Естественно, волну возмущения (кусок этой волны - квант поля) можно описать с помощью волновой функции, определяющей все свойства этой волны и всех образований, которая эта волна способны создать в определенных условиях, накладываясь сама на себя и порождая стоячие в пространстве волны - частицы вещества.
И когда мы говорим о волне, то не можем точно сказать, в какой точке она находится в данный момент, именно потому, что это - не точка, а распределенное в пространстве возмущение. И, делая попытку измерить местонахождение волны или ее какой-то характеристики, мы, с вероятностью описания локализации возмущения в пространстве волновой функцией, получаем случайное значение, при этом немедленно уничтожая вместе с волной всю информацию, что касалась ее других характеристик.
Когда мы имеем дело с квантами или частицами в "запутанном состоянии", то это, фактически - одна волна, одно возмущение, но только в том смысле, что хотя и может распространяться в разных направлениях, но описывается одной волновой функцией. Это означает, что все вероятностные свойства одной частицы будут точно такими же как у другой. И если мы измерим параметр одной частицы, то в этот момент получим реализованную вероятность - случившееся событие, описываемое волновой функцией. И состояние другой частицы будет полностью соответствовать ему, потому, что описывалось точно той же функцией.
Представим себе, что на двух планетах в разных концах Галактики есть две монетки, выпадающие всегда одинаково. Если запротоколировать результаты всех подбрасываний, а потом сравнить их, то они совпадут. Сами же выпадания случайны, на них никак нельзя повлиять. Нельзя, например, договориться, что орёл - это единица, а решка - это ноль, и передавать таким образом двоичный код. Ведь последовательность нулей и единиц будет случайной и на том и на другом "конце провода" и не будет нести никакого смысла.
Если одна и та же волновая функция описывает две разлетающиеся частицы, то, измерив квантовомеханическое свойство одной из них, мы вовсе не уничтожаем волновую конфигурацию и квантовые свойства другой (хотя часто говорят о редукции волновой функции, что немедленно бы уничтожило и вторую частицу). Никакой связи между частицами не существуют за исключением того, что изначально они описываются одной и той же функцией. И мы можем так измерить второй квант, чтобы получить другую часть квантовых свойств частицы, потеряв остальные. Но чтобы получить общий результат и эффект от "телепортации", необходимо обычным способом передать информацию об измерении первой частицы в ту область пространства, где была измерена вторая частица.
Т.е. единая волновая функция (точнее идентичные волновые функции) обеспечивает то, что вероятности на обоих концах реализуются одинаково (понятие вероятности здесь вполне строго следует из самого описания волновой функции). Но это никак невозможно использовать в информационном плане до тех пор, пока не будут переданы данные о результате, полученном на одном конце в другой конец. Вот и вся "телепортация".

Резюме: "Нарушение локального реализма" - всего лишь релятивистский эффект.
Никто (нормальный) не спорит с тем, что для системы, движущейся с предельной скоростью (скорость света в вакууме) нет ни пространства, ни времени (преобразование Лоренца в этом случае дает нулевое время и пространство), т.е. для кванта он находится сразу и здесь и там, каким бы далеким ни было это там. Понятно, что спутанные кванты обладают вот такой своей точкой отсчета. А электроны - те же кванты в состоянии стоячей волны, т.е. существующие здесь и там сразу на все время существования электрона.
Все свойства квантов оказываются предрешенными для нас, тех, кто воспринимает это извне вот почему. Мы состоящим, в конечном счете из квантов, которые и здесь и там. Для них скорость распространения взаимодействия (предельная скорость) - бесконечно высока. Но все эти бесконечности разные также как в разной длине отрезков хоть и бесконечное число точек у каждого, но соотношение этих бесконечностей дает соотношение длин. Вот как для на нас появлятеся время и пространство.
Для нас в экспериментах локальный реализм нарушается, для квантов - нет.
Но это расхождение никак не влияет на реальность потому, что мы не можем воспользоваться такой бесконечной скоростью практически. Ни информация, ни, тем более материя, не передается бесконечно быстро при "квантовой телепортации".
Так что все это - приколы релятивистских эффектов, не более того. Их можно использовать в квантовой криптографии или еще как-то, ни нельзя использовать для реального дальнодействия.

Подробно и обстоятельно об этом, и, в то же время, предельно популярно - см. в статье Квантовая запутанность.
Однако, эти свойства квантовомеханических явлений практически можно использовать в таких применениях как квантовая криптография и квантовые компьютеры.



Дополнительно:
  • Реализм и локальность в квантовом мире: новые исследования




  • Обсуждение Еще не было обсуждений.


    Последнее редактирование: 2018-05-10

    Оценить статью можно после того, как в обсуждении будет хотя бы одно сообщение.
    Об авторе: Статьи на сайте Форнит активно защищаются от безусловной веры в их истинность, и авторитетность автора не должна оказывать влияния на понимание сути. Если читатель затрудняется сам с определением корректности приводимых доводов, то у него есть возможность задать вопросы в обсуждении или в теме на форуме. Про авторство статей >>.

    Тест: А не зомбируют ли меня?     Тест: Определение веса ненаучности

    В предметном указателе: Взаимодействие полей | Флуктуация вакуума | Ансамблевые интерпретации квантовой межаники в США и СССР | Квантовая запутанность | Квантовая логика физического вакуума | Квантовая механика | Квантовая механика М.Б.Менский | Квантовая телепортация Дик Боумистер | Концепция неопределённости квантовой механики | Голографическая модель мира и психики, о телепатии, телепортации и связи всего со всем через некую Образующую Волю Вселенной | Экспериментально подтверждена квантовая телепортация на расстояние в один метр | Экспериментально подтверждена квантовая телепортация на расстояние в один метр | Квантовая телепортация: подробный анализ (ppv)
    Последняя из новостей: Асинхронная онлайн-школа: занятия.

    Политическим спорщикам нет дела до чужого мнения
    На политические темы в соцетях общаются те, кто не боится расстроить собеседника.
     посетителейзаходов
    сегодня:44
    вчера:66
    Всего:58847520

    Авторские права сайта Fornit
    Яндекс.Метрика