Андрей Макронович предлагает Вам запомнить сайт «Космос»
Вы хотите запомнить сайт «Космос»?
Да Нет
×
Прогноз погоды

Без Космоса нет будущего!

Поиск по блогу

Запомнить
Читать

О сайте

Можно ли использовать квантовую запутанность для отправки сообщений быстрее света?

развернуть

image
Концепт японского солнечного паруса IKAROS у удалённой звёздной системы

Мы уже обсуждали проект Юрия Мильнера и Стивена Хокинга, Breakthrough Starshot, по отправке космического корабля к другой солнечной системе, находящейся в нашей галактике. И хотя гигантский массив лазеров в принципе может отправить лёгкие корабли размером с микрочип к другой звезде со скоростью в 20% от скорости света, непонятно, каким образом эти устройства, лишённые источников энергии, будут передавать нам сообщения через огромные пространства. Оливьер Мануэль считает, что нашёл выход:

Это смелое предположение, но нельзя ли использовать для передачи сообщений квантовую запутанность?
Стоит рассмотреть такую возможность. Давайте взглянем на эту идею.
Можно ли использовать квантовую запутанность для отправки сообщений быстрее света?

Представьте, что у вас есть две монеты, каждая из которых может выпадать орлом или решкой. Одна у вас, другая у меня, и мы находимся очень далеко друг от друга. Мы подбрасываем их, ловим, и кладём на стол. Когда мы смотрим на монету, то ожидаем, что у каждого из нас есть шанс 50/50 открыть орла и 50/50 на решку. В обычной, незапутанной Вселенной, наши с вами результаты не будут зависеть друг от друга. Если вы получите орла, у меня всё равно остаётся шанс 50/50 на получение орла или решки. Но при особых обстоятельствах результаты могут оказаться запутанными, то есть, когда у вас выпадет орёл, вы на 100% сможете быть уверены в том, что у меня выпала решка – ещё до того, как я вам об этом сообщу. Вы будете знать это мгновенно, даже если между нами будут световые года.
Можно ли использовать квантовую запутанность для отправки сообщений быстрее света?
Квантово-механический тест Белла для частиц с полуцелым спином

В квантовой физике запутываются не монеты, а отдельные частицы, электроны или фотоны, и тогда, к примеру, у каждого из фотонов спин может равняться +1 или -1. Если вы измеряете спин одного из них, вы сразу же можете узнать спин другого, даже если он находится на расстоянии в половину Вселенной. Пока вы не измерите спин этих частиц, они будут существовать в неопределённом состоянии; но когда вы измерите один, вы сразу же узнаете второй. На Земле мы проводили эксперимент, где два запутанных фотона были разделены на много километров, и мы измеряли их спины с промежутком меньше, чем несколько наносекунд. Мы обнаружили, что если один из них оказывался равен +1, мы знали, что другой равен -1 в 10 000 раз быстрее, чем скорость света позволила бы нам передать эту информацию.
Можно ли использовать квантовую запутанность для отправки сообщений быстрее света?
Вернёмся к вопросу Оливьера: можно ли использовать эту запутанность для передачи сообщений от удалённой звёздной системы к нашей? В принципе, да, если измерение, выполненное в удалённой точке, принять за одну из форм коммуникации. Но говоря о сообщениях, вы, скорее всего, имеете в виду, что хотите узнать что-либо об удалённой точке. Вы можете, к примеру, держать частицу в неопределённом состоянии, отправить её к удалённой звезде, и поставить задачу поиска каменистой планеты в зоне обитаемости. Если система находит планету, то измерение заставляет частицу принять состояние +1, а если не находит – измерение придаёт частице состояние -1.
Можно ли использовать квантовую запутанность для отправки сообщений быстрее света?
Поэтому, вроде бы получается, что частица на Земле, когда вы её измерите, будет либо в состоянии -1, что будет означать, что космический корабль нашёл каменистую планету в обитаемой зоне, либо в состоянии +1, что значит, что планеты там нет. Если вы знаете, что измерение произошло, вы должны иметь возможность провести своё измерение и сразу узнать состояние той частицы, находящейся, возможно, в многих световых годах от вас.
Можно ли использовать квантовую запутанность для отправки сообщений быстрее света?
Волновая картина при прохождении электронов через две щели. Если измерять, через какую конкретно щель проходят электроны, картина квантовой интерференции нарушается.

Гениальный план, но у него есть проблема: запутанность работает, только если вы спросите у частицы: «в каком ты состоянии?». Если вы принудите запутанную частицу принять какое-либо состояние, вы нарушите запутанность, и измерение на Земле не будет зависеть от измерений у удалённой звезды. Если вы просто измерите состояние удалённой частицы, будь оно +1 или -1, тогда ваше измерение на Земле выдаст вам, соответственно, –1 или +1, и вы будете знать состояние удалённой звезды. Но если вы заставите удалённую частицу принять состояние +1 или -1, это будет означать, вне зависимости от результата, что ваша частица на Земле будет находиться в состоянии +1 или -1 с шансами 50/50.
Можно ли использовать квантовую запутанность для отправки сообщений быстрее света?
Эксперимент со стиранием квантового состояния

Это одно из самых непонятных свойств квантовой физики: запутанность можно использовать для получения информации о компоненте системы, когда вам известно полное состояние, и вы измеряете состояние другой компоненты, но не для создания и передачи информации от одной части запутанной системы к другой. Хитрая идея, Оливьер, но коммуникаций со скоростью, превышающей световую, не бывает.
Можно ли использовать квантовую запутанность для отправки сообщений быстрее света?
Эффект квантовой телепортации путают с путешествием быстрее света. На самом деле информация не передаётся быстрее, чем свет
Квантовая запутанность – удивительное свойство, и его можно использовать в разных целях, к примеру, в идеальной системе замок/ключ. Но коммуникации быстрее света? Чтобы понять, почему это невозможно, нужно понять ключевое свойство квантовой физики: принуждение части запутанной системы к переходу в некое состояние не позволяет вам получать информацию об этом состоянии, измеряя её оставшуюся часть. Как гласит известное высказывание Нильса Бора:
Если квантовая механика вас ещё не шокировала, вы её просто ещё не поняли.
Вселенная постоянно играет с нами в кости, к великому огорчению Эйнштейна. Но природа расстраивает даже наши лучшие попытки сжульничать в этой игре. Если бы только все судьи с арбитрами были так же строги, как законы квантовой физики!

Источник: https://geektimes.ru


Опубликовано 17.04.2017 в 06:36

Комментарии

Показать предыдущие комментарии (показано %s из %s)
Александр Самсонов
Александр Самсонов 17 апреля, в 07:49 Эх, подвела "запутанность". Всем хотелось обойти эту чёртову скорость света. Теперь нам ни слетать, ни связаться с другими мирами.
Зачем было открывать эффект? Закройте назад.
Текст скрыт развернуть
0
Юрий В Радюшин
Юрий В Радюшин Александр Самсонов 17 апреля, в 08:42 Да не надо ее обходить! Тот же нуль-переход или струна, или что-то в этом роде будут несомненно найдены землянами я верю...! Текст скрыт развернуть
0
Россиянин .
Россиянин . Александр Самсонов 17 апреля, в 08:49 По сути, все частицы о вселенной запутаны изначально, при возникновении вселенной. Это значит, что не нужно воздействовать на частицу "А" что бы передать ее состояние на частицу"В". Надо просто наблюдать и спрашивать у частицы "В" что с ней происходит.) Текст скрыт развернуть
0
Показать новые комментарии
Показаны все комментарии: 3
Комментарии Facebook
Блог
Исследование Солнечной системы: Япония бросает вызов, несмотря на ограниченный бюджет
25 апр, 07:05
+3 0
В приполярье найдены следы неизвестной культуры
25 апр, 05:14
+11 1
УСПЕХ МИССИИ BREAKTHROUGH STARSHOT К ПРОКСИМЕ B МОЖЕТ БЫТЬ ВАЖНЕЕ, ЧЕМ МЫ ДУМАЕМ
25 апр, 04:51
+6 2
Компьютер из грязи и палок: 35 лет легендарному ZX Spectrum
24 апр, 09:57
+9 3

Последние комментарии