Что такое эффект квантовой запутанности, почему он важен

Известна фраза Эйнштейна о том, что Бог не играет в кости. Примеры с игральными костями часто приводятся в учебниках по теории вероятностей. Не потому, что в природе у кубиков что-то случайное. Если бы мы измерили все параметры броска, ученые могли бы точно предсказать, сколько очков выпадет. Некоторые физики предполагают, что у электрона или фотона есть для нас неизвестные параметры, которые помогли бы предсказать результаты эксперимента. Такую теорию называют теорией скрытых параметров.

Квантовая система может состоять не только из одной частицы, но и из двух или более. Частицы, находящиеся в одной системе, называются запутанными или связанными друг с другом.

Представим систему из двух фотонов. Фотон имеет параметр, называемый «линейная поляризация», которая может быть вертикальной, горизонтальной или под каким-либо углом. До измерения мы не можем сказать, какая именно поляризация присутствует. Мы отправляем запутанные фотоны в разные направления: один к Алисе, другой к Бобу. У обоих есть детекторы, которые срабатывают при вертикальной поляризации фотона. Повторяя эксперимент много раз, мы обнаруживаем, что поляризация фотона Алисы коррелирует с поляризацией фотона Боба.

Теория скрытых параметров может легко объяснить это явление, утверждая, что каждый фотон в паре имел определенную поляризацию изначально, просто мы об этом не знали.

Квантовая запутанность может быть использована для создания более точных и чувствительных измерительных устройств и часов. С использованием запутанных состояний можно достичь большей точности измерений и обнаружения, что имеет значительное значение для широкого спектра научных и технических приложений.

Она также является важным ресурсом при передаче и обработке квантовой информации. Запутанные состояния могут быть использованы для безопасной передачи квантовых ключей и выполнения квантовых телекоммуникационных протоколов, исключающих возможность криптографического взлома.

Ранее мы рассказывали, что станет с Землей, если исчезнет Луна. Без Луны мы также потеряем ее влияние на земную атмосферу. К чему это приведет – читайте в нашем материале.