Сегодня 25 февраля 2024
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.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Вдохновлённая японским фольклором метроидвания Bo: Path of the Teal Lotus в духе Hollow Knight получила дату релиза 2 ч.
Sabre перенесла сервисы в облако Google Cloud, закрыв 17 своих дата-центров 3 ч.
Восторженно принятый публикой покерный роглайк Balatro купили более 250 тыс. раз за первые 72 часа 4 ч.
Microsoft добавит в Windows 11 возможность «горячих обновлений» без перезагрузки ПК 13 ч.
Новая статья: Islands of Insight — я вся такая загадочная. Рецензия 19 ч.
Бирмингем готов поднять налоги, приглушить уличное освещение и сократить сбор мусора, чтобы хоть как-то оправиться от катастрофического внедрения ERP Oracle 20 ч.
NVIDIA обновила драйверы для видеокарт Kepler и старых Windows 24-02 16:42
X открыла аудио- и видеозвонки для всех пользователей, а не только для платных 24-02 12:59
Суд одобрил признание Binance вины и штраф в размере $4,3 миллиарда 24-02 12:50
Илон Маск намекнул на запуск почтовой службы XMail 24-02 12:32
Себестоимость гарнитуры Apple Vision Pro составляет $1500, а самая дорогая её деталь — дисплеи Micro OLED 2 ч.
Honor представила глобальную версию Magic6 Pro — смартфон, которым можно разбить iPhone 15 Pro Max 3 ч.
MSI лишила новые QD-OLED-мониторы серии MAG обновлений прошивки — геймеры негодуют 6 ч.
Учёные: ежедневное использование Apple Vision Pro опасно для здоровья — физического и ментального 6 ч.
Акции Rivian и Lucid рухнули из-за замедления спроса на электромобили 7 ч.
Основатель TSMC не считает, что бум ИИ потребует строительства десятков новых предприятий 11 ч.
Умное кольцо Samsung Ring будет продемонстрировано на следующей неделе на MWC 2024 13 ч.
Nokia предложила мобильным операторам подзаработать, продавая энергию из ИБП базовых станций 19 ч.
На Juniper Networks подали в суд из-за сделки с HPE стомостью $14 млрд 20 ч.
Представлен Semtech AirLink XR60 — самый компактный в мире защищённый 5G-роутер 21 ч.