Kvantové zapletení: »Strašidelný efekt na dlouhou vzdálenost« - jednoduše vysvětleno
Zapletení je kvantový fyzický jev. V tomto praktickém tipu vysvětlujeme, co je kvantové zapletení a co je na něm tak zvláštního.
Kvantové zapletení: „strašidelný efekt na dlouhou vzdálenost“?
Kvantové zapletení je jev, že dvě prostorově oddělené částice si mohou okamžitě vyměňovat informace o svých vlastnostech (tj. Bez časového zpoždění). To je v rozporu se všemi zákony klasické fyziky. Dokonce i Einstein tento „strašidelný účinek na dlouhou vzdálenost“ během svého života odmítl, protože by musel být schopen přenášet informace rychleji než rychlost světla.
- K pochopení zamotání je nutný princip superpozice. Potom je částice ve všech možných stavech, dokud není provedeno měření. Částice, na které dosud nebylo provedeno žádné měření, je ve stavu superpozice všech možných stavů. Například rotace elektronu není před měřením fixována (Stern-Gerlachův experiment). Teprve když narazí na obrazovku, dostane elektron rotaci „nahoru“ nebo „dolů“ (směrová kvantizace). Měření vyřeší superpozici a částice zaujme jeden z možných stavů. Superpozice je také snadno pochopitelná na základě experimentu s dvojitou štěrbinou. Aniž by to ovlivnilo dvojitou štěrbinu, výsledkem bude typický interferenční obrazec na obrazovce, i když každá jednotlivá částice zasáhne určitý bod na obrazovce a rozdělení na obrazovce následuje pravděpodobnostní funkci. Tento pravděpodobnostní vzorec je zničen změřením jedné z mezer. Částice je měřením přivedena do stavu pouze.
- Díky principu superpozice zůstávají emitované částice v nejasném stavu, dokud nejsou změřeny. Při pokusech o zapletení se generují dva elektrony současně. Vaše rotace se měří ve dvou různých zařízeních. Je vidět, že každý z elektronů má opačný spin. To je ohromující, protože podle principu superpozice nebyl stav dosud stanoven až do měření. Nelze tvrdit, že elektrony s opačným spinem byly již přítomny, když byly vytvořeny. Pouze s měřením se jedna částice rozhodne pro jeden stav a současně druhá částice pro jiný stav. Přes vzájemnou prostorovou vzdálenost je třeba oba elektrony chápat jako systém, který je před měřením v superpozičním stavu. Srovnatelné experimenty lze také provádět s propletenými "dvojčaty" a dalšími částicemi.
- Měření na zamotané částici okamžitě určuje stav druhé částice. Přenos informací maximálně rychlostí světla, jak vyžaduje Einstein, platí pouze pro jednotlivé samostatné objekty.
- Doposud byly fenomény zapletení pozorovány pouze na úrovni částic. Existuje okamžitý přenos informací také v našem světě nebo dokonce v makrokosmu? Albert Einstein, který byl ohledně zapletení nesmírně skeptický, již popsal zakřivení časoprostoru v obecné teorii relativity a na začátku navrhoval možnou existenci červí díry. Dokonce i v červích dírách, které, jako masové struktury, vycházejí výhradně z geometrie časoprostoru, jsou dvě vzdálená místa navzájem propojena tak, že se prostor a čas spojí do jednoho bodu. Hmota a informace, které létají skrz tuto červí díru, se bez prodlení dostanou z jednoho místa na druhé.
- Okamžitá výměna informací by také měla obrovský praktický přínos v našem vysoce technickém každodenním životě. Takzvané kvantové počítače by měly převzít zásadu zapletení. Pokud se s informacemi manipuluje v počítači, okamžitě by byly k dispozici v počítači příjemce.