Сегодня 25 апреля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

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.

 Устройство 30-м трубы из эксперимента с волноводом посередине. Источник изображения: ETH Zurich/Daniel Winkler

Устройство 30-м трубы из эксперимента с волноводом посередине. Источник изображения: ETH Zurich/Daniel Winkler

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.

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:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
YouTube выручила $8,9 млрд и отпраздновала 20-летие, объявив о новом рекорде загрузок видео 2 ч.
Meta ограничит спамерам охват аудитории и монетизацию в Facebook 4 ч.
Стараниями Илона Маска IBM потеряла миллионные контракты, но всё равно превзошла ожидания аналитиков по итогам квартала 9 ч.
Remedy подтвердила дату выхода и показала много геймплея кооперативного шутера FBC: Firebreak во вселенной Control 10 ч.
Epic Games Store запустил на PC, Android и iOS раздачу комедийного приключения Chuchel от создателей Machinarium и Botanicula 11 ч.
Европейские правозащитники обвинили Ubisoft в незаконном сборе данных игроков 12 ч.
Браузер Chrome для Android наконец-то научился открывать PDF-файлы 13 ч.
9 из 10 россиян хотя бы раз в месяц посещают «ВКонтакте» — VK похвасталась популярностью сервисов и отчиталась о росте выручки 15 ч.
Adobe создала аналог robots.txt для изображений, чтобы запретить обучать ИИ на них 15 ч.
Сюжетный трейлер раскрыл дату выхода Unfinished Business — самостоятельного дополнения к RoboCop: Rogue City 16 ч.
Экономическая неопределённость способствовала росту спроса на процессоры Intel прежних поколений 39 мин.
Итоги первого квартала для Intel оказались лучше ожиданий, но прогноз на второй квартал разочаровал инвесторов 2 ч.
Meta подтвердила массовые сокращения в Reality Labs, затронувшие VR-разработчиков 4 ч.
Новая статья: Обзор смартфона Samsung Galaxy A56: игра в классики 8 ч.
Новая статья: Корпус DeepCool CG580: максимум функциональности, минимум стоимости 9 ч.
Квантовым процессорам из кремния быть — австралийский стартап впервые запутал квантовые «транзисторы» 10 ч.
Motorola представила мощные смартфоны Edge 60 и Edge 60 Pro с ёмкими батареями и Pantone-дисплеями 10 ч.
Xiaomi представила первый в мире смартфон на Snapdragon 8s Gen 4 — Redmi Turbo 4 Pro по цене от $275 12 ч.
Швеция не нашла следов намеренного повреждения кабелей на Балтике, но Китай всё равно мешает расследованию 12 ч.
Xiaomi выпустила игровой монитор Redmi G Pro 27U с Mini-LED и поддержкой 4K со 160 Гц и 1080p с 320 Гц всего за $370 13 ч.