Теория квантовой физики не накладывает никаких ограничений на количество квантовых частиц, которые могут быть связаны сильными взаимодействиями, известными под названием явления квантовой запутанности. В недалеком прошлом ученым из Женевского университета (University of Geneva, UNIGE), Швейцария, удалось запутать и путем проведения измерений подтвердить запутанность 2900 атомов одновременно. Недавно, усовершенствовав измерительную технику и методы измерений, эти же ученые продемонстрировали квантовую запутанность сразу 16 миллионов атомов, находящихся внутри односантиметрового кристалла.
Получить две запутанные частицы относительно просто. К примеру, расщепление одного фотона света приводит к образованию двух запутанных фотонов, имеющих абсолютно одинаковые свойства и поведение. “Точно так же можно получить и большое количество запутанных частиц других видов” – рассказывает Флориэн Фревис (Florian Frowis), исследователь из группы прикладной физики Женевского университета, – “Однако, из-за нестабильности и короткого времени существования квантовой запутанности невозможно наблюдать процесс такой связи между миллионами атомов одновременно. А главной проблемой в данном случае является огромный объем данных, которые надо собрать и проанализировать очень быстро”.
Для подтверждения квантовой запутанности между миллионами атомов швейцарские исследователи использовали косвенный метод. Они измеряли некоторые особенные параметры вторичного света, излучаемого изнутри кристалла. При этом, из общего потока света выделялись только те фотоны, которые двигались в строго определенном направлении, фотоны, которые заключали в себе косвенную информацию о запутанном состоянии излучивших их атомов. “В своих экспериментах мы не изменяли законы физики” – рассказывает Микаэль Афзелиус (Mikael Afzelius), – “Мы изменили кардинальным образом то, как мы обращаемся с потоком получаемых данных”.
Пока еще тяжело сказать, приведет ли достижение швейцарских ученых к каким-либо немедленным практическим результатам. Тем не менее, любые эксперименты и полученные данные в этом направлении являются предпосылками для неизбежной квантовой революции, в которой квантовая запутанность будет играть главную роль в деле передачи огромных объемов информации по квантовым коммуникационным сетям, обеспечивать работу квантовых компьютеров и действовать везде там, где требуются более сильные взаимодействия между отдельными частицами, нежели это могут предложить законы традиционной физики.
Напомним, что квантовая запутанность, или «жуткое действие на расстоянии», как ее называл Альберт Эйнштейн — это квантовомеханический феномен, при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми. Эта зависимость сохраняется даже если объекты удалить друг от друга за много километров. Например, можно запутать пару фотонов, увести один из них в другую галактику, а потом измерить спин второго фотона — и он будет противоположен спину первого фотона, и наоборот. Квантовую запутанность пытаются приспособить для мгновенной передачи данных на гигантские расстояния или даже для телепортации.
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
