Эйнштейн ошибался: эффект квантовой запутанности доказан экспериментально

Швейцарские физики поставили эксперимент, который может служить почти абсолютным доказательством существования эффекта квантовой запутанности. Этот вопрос крайне смущал многих физиков прошлого века, включая Альберта Эйнштейна, и был предметом постоянных споров. Для нового эксперимента построили 30 метров вакуумной трубы с криогенным охлаждением, чтобы фотон как можно дольше летел от одной запутанной частицы к другой и не успел вмешаться в измерения.



Эйнштейн не мог смириться с мыслью, что квантово запутанные частицы мгновенно влияют друг на друга на условно бесконечных расстояниях. В таком случае они должны «передавать информацию» быстрее скорости света. По его мнению, мы просто не всё знаем о квантовой физике, и могут быть какие-то скрытые параметры, которые уже содержатся в характеристиках частицы и выдаются в ответ на измерение свойств одной из запутанных частиц.

Например, если мы измерили направление спина одного из пары запутанных фотонов, то информация о спине второго (оно будет противоположным по направлению) становится известна мгновенно, где бы этот второй фотон из пары не находился. Это также называют эффектом квантовой телепортации.


Устройство 30-м трубы из эксперимента с волноводом посередине
Для определения системы на наличие скрытых параметров в 60-х годах прошлого века физик Джон Белл предложил мысленный эксперимент, который уже в семидесятые годы поставил Джон Клаузер (за что ему, в частности, была присуждена Нобелевская премия по физике за 2022 год). В классической системе (нашем с вами мире) неравенства Белла соблюдаются всегда, тогда как в квантовом мире они нарушаются.

Если применить неравенства Белла к запутанным частицам, то случайное измерение двух запутанных частиц одновременно должно либо удовлетворять неравенствам, либо нарушать их. В последнем случае это будет доказательством, что никаких скрытых параметров нет и частицы «передают информацию» по законам квантовой физики — быстрее скорости света.

Учёные из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) создали криогенную установку, в которой фотон путешествует дольше, чем ведутся локальные измерения связанных частиц. По 30-м трубе в вакууме с охлаждением до -273°C микроволновый фотон пролетает с одного конца в другой за 110 нс. Измерения длились на несколько наносекунд быстрее. Никакая информация по классическим законам не могла передаться за это время, тогда как эффект квантовой запутанности частиц себя полностью проявил.

До этого применение неравенств Белла предполагало лазейки в постановке экспериментов. Устранить все спорные места мог только эксперимент, в ходе которого измерения должны проводиться за меньшее время, чем требуется свету, чтобы пройти от одного конца к другому — это доказывает, что между ними не было обмена информацией.


«В нашей машине 1,3 [тонны] меди и 14 000 винтов, а также огромное количество знаний по физике и инженерных ноу-хау», — сказал квантовый физик из ETH Zurich Андреас Валлрафф (Andreas Wallraff).

У поставленного эксперимента была и другая цель — убедиться, что сравнительно большие сверхпроводящие системы могут обладать квантовыми свойствами. В опыте участвовали две сверхпроводящие схемы, которые играли роль связанных частиц, тогда как обычно речь идёт о запутывании элементарных частиц типа электронов, фотонов или атомов. В эксперименте использовались объекты нашего большого мира, и они отыграли по законам квантовой физики.

Это означает, что на основе сверхпроводящих макросистем можно строить квантовые компьютеры, осуществлять квантовую связь и делать много другого интересного не углубляясь до таких тонких и пугливых (сверхчувствительных) материй, как элементарные частицы. В этом скрыт небывалый потенциал, который учёные намерены разрабатывать дальше.

Источник

Цитата:

Эйнштейн не мог смириться с мыслью, что квантово запутанные частицы мгновенно влияют друг на друга на условно бесконечных расстояниях. В таком случае они должны «передавать информацию» быстрее скорости света. По его мнению, мы просто не всё знаем о квантовой физике, и могут быть какие-то скрытые параметры, которые уже содержатся в характеристиках частицы и выдаются в ответ на измерение свойств одной из запутанных частиц.

Так в чем же он ошибался? Он честно признавал, что не всё известно

Цитата:

В последнем случае это будет доказательством, что никаких скрытых параметров нет и частицы «передают информацию» по законам квантовой физики — быстрее скорости света.

А разве здесь нет противоречия? Тезис о "скрытом параметре" логически означает, что мы, буквально по словам Эйнштейна, не всё знаем. Скрытый параметр от нас и нашей науки, скрытый=неопределенный, не найден. Временно, допустим. Либо давайте признаем, что мы всё знаем )

Цитата:

Устранить все спорные места мог только эксперимент, в ходе которого измерения должны проводиться за меньшее время, чем требуется свету, чтобы пройти от одного конца к другому — это доказывает, что между ними не было обмена информацией.

Точно не было? А вдруг был обмен, просто такой, который не определяется нашими методами определения, говоря о скрытых параметрах, которых якобы нет. Либо, опять же, признавайте, что мы всё знаем Либо, либо. Либо мы знаем всё, либо не всё.
Что до Эйнштейна, такое впечатление, что он сам себе противоречил... То "нет скорости быстрее света", то "мы не всё знаем"
Как ты можешь заявлять, что нет скорости быстрее света, если ты не все знаешь?

Raptor303 писал(а):

Так в чем же он ошибался?

В том, что ВСЁ сводил к скрытым параметрам и отрицал нелокальность.

Raptor303 писал(а):

А разве здесь нет противоречия? Тезис о "скрытом параметре" логически означает, что мы, буквально по словам Эйнштейна, не всё знаем. Скрытый параметр от нас и нашей науки, скрытый=неопределенный, не найден. Временно, допустим. Либо давайте признаем, что мы всё знаем )

Не, нет противоречия. Скрытые параметры потому и скрытые, что мы о них ничего пока не знаем, но у нас есть метод обнаружить, является ли неопределённость результата опыта следствием неизвестных пока скрытых параметров или же эта неопределённость существует независимо от наличия таких параметров. То есть сам факт их наличия/отсутствия мы установить можем, даже не зная, что это за параметры. И вот в этом опыте точно установлено, что нет никаких скрытых параметров, влияющих на спин частиц при их рождении, и спин фиксируется при измерении действительно случайным образом, а не предопределяется какими-то скрытыми параметрами ещё в момент их рождения. И это очень плохо, потому что спутанность частиц при отсутствии скрытых параметров нарушает локальность. А нелокальность (сверхсветовая передача информации, по сути) — это потенциально нарушение причинно-следственных связей. И что с этим делать — фиг знает.

Raptor303 писал(а):

Что до Эйнштейна, такое впечатление, что он сам себе противоречил... То "нет скорости быстрее света", то "мы не всё знаем

Так он не с потолка взял, что "нет скорости быстрее света", это следствие лоренц-инвариантности уравнений Максвелла. Ещё Пуанкаре обратил на это внимание. Так что все претензии к Максвеллу — если его уравнения работают, то действительно "нет скорости быстрее света", а если они где-то вдруг не работают (ну, типа при энергии больше 10^23 эВ, но это не точно), там всяко-разное может быть. Мы действительно не всё знаем в том смысле, что мы не очень понимаем границы применимости уравнений Максвелла. Они вообще какие-то мутные и неочевидные...

"Почти абсолютным..." - очередной крик "Поможите люди добрые, кто сколько сможет на новый коллайдер")))

Это давно стало понятно, с тех пор как был опровергнут один из фундаментальных законов физики.

Всё осталось как и прежде - The truth is out there, просто часть неведомого хоть как-то стало известно и подтверждено натурным экспериментом, всё!
to be continued ...

Raptor303 писал(а):

.. То "нет скорости быстрее света", то "мы не всё знаем" Как ты можешь заявлять, что нет скорости быстрее света, если ты не все знаешь?

Не всё знать это не значит ничего не знать ))

Разве китайцы не доказали экспериментально возможность квантовой телепортации несколько лет назад?

volhov18 писал(а):

Разве китайцы не доказали экспериментально возможность квантовой телепортации несколько лет назад?

Да, они доказали это, проведя эксперимент, разместив одну часть на земле, вторую на спутнике.

Бытовое применение эффекта квантовой запутанности:
Берем новую пару носок. Один носок помещаем в спутник и отправлем к плутону.
Лет через 50 одеваем оставшийся носок на, например, левую ногу. Второй носок на границе солнечной системы тут же становится Правым.
Вот, пользуйтесь на здоровье.

Ничего не понял, но было очень интересно))

CosmosSPb писал(а):

Ничего не понял, но было очень интересно))

Скажем, прямая мгновенная связь с Альфа-Центавра вполне возможна, теоретически, но практически, квантово-запутанный объект туда надо доставить (а движение свыше скорости света - невозможно), так что пользы, как выше написали - как от квантово-запутанного носка, который становится правым, где-то там, за орбитой Плутона .

Цитата:

Никакая информация по классическим законам не могла передаться за это время, тогда как эффект квантовой запутанности частиц себя полностью проявил.

Raptor303 писал(а):

Так в чем же он ошибался?

Да не ошибался он. Бог не играет в кости, он играет в наперстки.

На тему: