entrelaçamento quântico

entrelaçamento quântico (emaranhamento) (eng. Emaranhamento) - um fenômeno da mecânica quântica em que o estado quântico de dois ou mais objetos deve ser descrito em relação um ao outro, mesmo que os objetos individuais estejam separados no espaço. Como resultado, surgem correlações entre as propriedades físicas observadas dos objetos. Por exemplo, é possível preparar duas partículas que estão no mesmo estado quântico de modo que quando uma partícula é observada em um estado com um spin direcionado para cima, o spin da outra acaba sendo direcionado para baixo, e vice-versa, e isso apesar do fato de que, de acordo com a mecânica quântica, é previsto que quais direções são realmente obtidas a cada vez é impossível. Em outras palavras, parece que as medições feitas em um sistema têm um efeito instantâneo no que está emaranhado com ele. No entanto, o que se entende por informação no sentido clássico ainda não pode ser transmitido por emaranhamento mais rápido do que à velocidade da luz.
Anteriormente, o termo original "emaranhamento" era traduzido no sentido oposto - como emaranhamento, mas o significado da palavra é manter uma conexão mesmo após uma biografia complexa de uma partícula quântica. Assim, na presença de uma conexão entre duas partículas em uma bobina de um sistema físico, ao “puxar” uma partícula, era possível determinar a outra.

O emaranhamento quântico é a base de tecnologias futuras, como o computador quântico e a criptografia quântica, e também tem sido usado em experimentos de teletransporte quântico. Em termos teóricos e filosóficos, esse fenômeno é uma das propriedades mais revolucionárias da teoria quântica, pois pode-se constatar que as correlações previstas pela mecânica quântica são completamente incompatíveis com as noções de localidade aparentemente óbvia do mundo real, em que a informação sobre o estado do sistema pode ser transmitido apenas através de seu ambiente imediato. Diferentes visões do que realmente acontece durante o processo de emaranhamento da mecânica quântica levam a diferentes interpretações da mecânica quântica.

Fundo

Em 1935, Einstein, Podolsky e Rosen formularam o famoso Paradoxo Einstein-Podolsky-Rosen, que mostrou que a mecânica quântica se torna uma teoria não local devido à conectividade. Einstein é conhecido por ridicularizar a conectividade, chamando-a de “ação de pesadelo à distância”. Naturalmente, a conectividade não local refutou o postulado do TO sobre a velocidade limite da luz (transmissão do sinal).

Por outro lado, a mecânica quântica tem sido excelente em prever resultados experimentais e, de fato, até fortes correlações foram observadas devido ao fenômeno do emaranhamento. Existe uma maneira que parece ser bem sucedida em explicar o emaranhamento quântico, uma abordagem de "teoria da variável oculta" na qual certos parâmetros microscópicos desconhecidos são responsáveis ​​pelas correlações. No entanto, em 1964, J.S. Bell mostrou que uma “boa” teoria local não pode ser construída dessa maneira, ou seja, o emaranhamento previsto pela mecânica quântica pode ser distinguido experimentalmente dos resultados previstos por uma ampla classe de teorias com parâmetros locais ocultos. . Os resultados de experimentos subsequentes forneceram uma confirmação impressionante da mecânica quântica. Algumas verificações mostram que existem vários gargalos nesses experimentos, mas geralmente é aceito que eles não são significativos.

A conectividade tem uma relação interessante com o princípio da relatividade, que afirma que a informação não pode viajar de um lugar para outro mais rápido que a velocidade da luz. Embora dois sistemas possam estar separados por uma grande distância e ainda estarem emaranhados, é impossível transmitir informações úteis por meio de sua conexão, de modo que a causalidade não é violada devido ao emaranhamento. Isso acontece por dois motivos:
1. os resultados das medições em mecânica quântica são fundamentalmente probabilísticos por natureza;
2. O teorema da clonagem de estado quântico proíbe a verificação estatística de estados emaranhados.

Causas da Influência das Partículas

Em nosso mundo, existem estados especiais de várias partículas quânticas - estados emaranhados nos quais as correlações quânticas são observadas (em geral, a correlação é uma relação entre eventos acima do nível de coincidências aleatórias). Essas correlações podem ser detectadas experimentalmente, o que foi feito pela primeira vez há mais de vinte anos e agora é usado rotineiramente em uma variedade de experimentos. No mundo clássico (ou seja, não quântico), existem dois tipos de correlações - quando um evento é a causa de outro, ou quando ambos têm uma causa comum. Na teoria quântica, surge um terceiro tipo de correlação, associado às propriedades não-locais de estados emaranhados de várias partículas. Este terceiro tipo de correlação é difícil de imaginar usando analogias familiares familiares. Ou talvez essas correlações quânticas sejam o resultado de alguma interação nova, até então desconhecida, devido à qual partículas emaranhadas (e somente elas!) influenciam umas às outras?

De imediato, vale ressaltar a “anormalidade” de tal interação hipotética. As correlações quânticas são observadas mesmo que a detecção de duas partículas separadas por uma grande distância ocorra simultaneamente (dentro dos limites dos erros experimentais). Isso significa que se tal interação ocorrer, então ela deve se propagar no referencial do laboratório extremamente rapidamente, em velocidade superluminal. E daí decorre inevitavelmente que em outros quadros de referência essa interação será geralmente instantânea e até mesmo agirá do futuro para o passado (embora sem violar o princípio da causalidade).

A essência do experimento

A geometria do experimento. Pares de fótons emaranhados foram gerados em Genebra, então os fótons foram enviados ao longo de cabos de fibra ótica do mesmo comprimento (marcados em vermelho) para dois receptores (marcados com as letras APD) separados por 18 km. Imagem do artigo em questão na Nature

A ideia do experimento é a seguinte: criamos dois fótons emaranhados e os enviamos para dois detectores o mais distantes possível (no experimento descrito, a distância entre os dois detectores era de 18 km). Nesse caso, tornamos os caminhos dos fótons para os detectores o mais idênticos possível, para que os momentos de sua detecção sejam os mais próximos possíveis. Neste trabalho, os momentos de detecção coincidiram com uma precisão de aproximadamente 0,3 nanossegundos. Correlações quânticas ainda foram observadas nessas condições. Portanto, se assumirmos que eles “funcionam” devido à interação descrita acima, sua velocidade deve exceder a velocidade da luz em cem mil vezes.
Tal experimento, de fato, foi realizado pelo mesmo grupo antes. A novidade deste trabalho é apenas que o experimento durou muito tempo. As correlações quânticas foram observadas continuamente e não desapareceram em nenhum momento do dia.
Por que isso é importante? Se uma interação hipotética for realizada por algum meio, então esse meio terá um quadro de referência distinto. Devido à rotação da Terra, o referencial do laboratório se move em relação a este referencial em diferentes velocidades. Isso significa que o intervalo de tempo entre dois eventos de detecção de dois fótons será diferente para este meio o tempo todo, dependendo da hora do dia. Em particular, haverá um momento em que esses dois eventos para esse ambiente parecerão simultâneos. (Aqui, a propósito, usa-se o fato da teoria da relatividade de que dois eventos simultâneos serão simultâneos em todos os referenciais inerciais que se movem perpendicularmente à linha que os conecta).

Se as correlações quânticas forem realizadas devido à interação hipotética descrita acima, e se a taxa dessa interação for finita (mesmo que seja arbitrariamente grande), nesse momento as correlações desapareceriam. Portanto, a observação contínua de correlações durante o dia fecharia completamente essa possibilidade. E a repetição de tal experimento em diferentes épocas do ano fecharia essa hipótese mesmo com interação infinitamente rápida em seu próprio quadro de referência selecionado.

Infelizmente, isso não foi alcançado devido à imperfeição do experimento. Neste experimento, para dizer que as correlações são realmente observadas, é necessário acumular o sinal por vários minutos. O desaparecimento de correlações, por exemplo, por 1 segundo, esse experimento não pôde perceber. É por isso que os autores não conseguiram fechar completamente a interação hipotética, mas apenas obtiveram um limite na velocidade de sua propagação no referencial escolhido, o que, obviamente, reduz muito o valor do resultado obtido.

Pode ser...?

O leitor pode perguntar: se, no entanto, a possibilidade hipotética descrita acima é realizada, mas o experimento simplesmente a ignorou por causa de sua imperfeição, isso significa que a teoria da relatividade está incorreta? Esse efeito pode ser usado para transmissão superluminal de informações ou mesmo para movimento no espaço?

Não. A interação hipotética descrita acima por construção serve ao único propósito - essas são as “engrenagens” que fazem as correlações quânticas “funcionarem”. Mas já foi comprovado que com a ajuda de correlações quânticas é impossível transmitir informações mais rápido que a velocidade da luz. Portanto, qualquer que seja o mecanismo das correlações quânticas, ele não pode violar a teoria da relatividade.
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entrelaçamento quântico.

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Lançado no ano passado, o satélite chinês Micius completou com sucesso os testes orbitais e estabeleceu um novo recorde para comunicações quânticas. Ele gerou um par de fótons emaranhados, separou-os e os transmitiu simultaneamente para duas estações terrestres separadas por 1.203 km. As estações terrestres então usaram o efeito do teletransporte quântico para trocar mensagens criptografadas. Potencialmente, o lançamento de tais satélites abre a possibilidade de criar sistemas de comunicação global protegidos de interceptação no nível de princípios físicos. O experimento já foi apelidado de “o início da internet quântica”.

O dispositivo, avaliado em cerca de US$ 100 milhões, foi criado como parte do projeto QUESS (Quantum Science Satellite), uma iniciativa conjunta da Academia Chinesa e Austríaca de Ciências. “Este projeto visa provar a viabilidade de introduzir comunicações quânticas em escala global”, comenta Anton Zeilinger, especialista em física quântica da Universidade de Viena, que foi o primeiro no mundo a realizar o teletransporte quântico de estados de fótons emaranhados.

Teletransporte quântico e fantástico

O termo "teletransporte" pode ser enganoso. Em sistemas quânticos, significa a transferência de informação entre pares pré-gerados de partículas ligadas, ou seja, caracterizadas por uma função de onda comum. Não há transferência de matéria ou energia, e a relatividade geral não é violada. A essência do teletransporte quântico é o uso de estados quânticos interconectados de partículas emaranhadas para codificação e transmissão instantânea de informações. Medir (ou seja, mudar) as propriedades de uma partícula irá mudá-la instantaneamente na segunda, não importa o quão longe elas estejam.

Um satélite pesando mais de 600 kg foi lançado em uma órbita síncrona com o sol com uma altitude de 494,8-511,1 km usando o veículo de lançamento Long March 2D (também conhecido como Long March, ou "Long March"), lançado do Jiuquan 16 Cosmódromo agosto de 2016. Após meses de testes, foi entregue à Academia Chinesa de Ciências.

Os parâmetros da órbita foram escolhidos para que o satélite aparecesse no mesmo local todas as noites. As estações terrestres rastrearam o satélite e estabeleceram links ópticos com ele para receber fótons únicos emaranhados. O satélite foi liderado por três telescópios ópticos em Deling, Lijiang e Nanshan. O satélite conseguiu estabelecer contato com todas as três estações terrestres.

De acordo com o plano, o Micius se tornará o primeiro dispositivo da rede global de comunicação quântica, que a China pretende criar até 2030. Uma das tarefas de sua missão científica é a transmissão quântica de informações por meio de um canal de comunicação protegido por interceptação entre Pequim e Viena. Para isso, o satélite está equipado com equipamentos experimentais: um emissor de pares de fótons emaranhados e um transmissor de laser coerente de alta velocidade.

A propósito, o satélite Micius (em outra transcrição - Mozi) recebeu o nome do antigo filósofo chinês Mo Tzu. De acordo com o principal especialista no desenvolvimento de Micius, o acadêmico Jian-Wei Pan da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, seu compatriota Mo-tzu descreveu a natureza da propagação da luz antes mesmo de nossa era, que deu origem ao desenvolvimento da tecnologia óptica comunicações. Vamos deixar de fora do escopo do artigo reivindicações nacionais de primazia na óptica e ver o que há de interessante no recorde estabelecido e, ao mesmo tempo, tentar entender os fundamentos da comunicação quântica.

Acordo sino-austríaco

Não é por acaso que a Áustria se tornou participante do projeto: foi um grupo de físicos da Universidade Austríaca de Innsbruck que, em 1997, conseguiu demonstrar pela primeira vez o teletransporte quântico de estados em um par de fótons emaranhados.

A China moderna também tem uma história interessante de domínio das comunicações quânticas. Em 2005, cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia da China conseguiram transmitir o estado quântico de partículas emaranhadas a 7 km ao ar livre. Mais tarde, com a ajuda de fibra óptica feita sob medida, essa distância foi aumentada para 400 km. Pela primeira vez, a transmissão de fótons emaranhados através da atmosfera e a uma distância considerável também foi realizada por físicos da Universidade de Ciência e Tecnologia da China e da Universidade Tsinghua de Pequim. Em maio de 2010, eles transmitiram com sucesso um par de fótons emaranhados por mais de 16 km (veja Nature Photonics).

Uma linha de fibra óptica ou link de linha de visão "através do ar" é necessária apenas para a separação inicial de fótons emaranhados. No futuro, as informações sobre a mudança em seu estado quântico serão transmitidas instantaneamente e independentemente da distância. Portanto, além das vantagens tradicionalmente enumeradas da transmissão de dados quânticos (alta densidade de codificação, velocidade e proteção contra interceptação), Zeilinger observa outra propriedade importante: o teletransporte quântico também é possível quando a posição relativa exata do receptor e do transmissor é desconhecida. Isso é especialmente importante para sistemas de comunicação por satélite, pois a posição relativa dos nós da rede está mudando constantemente neles.

Em um novo experimento usando o Micius, laboratórios localizados nas capitais da China e da Áustria transmitiram uma mensagem criptografada com a cifra de Vernam entre si por canais abertos terrestres. Como chave criptográfica, usamos os resultados da medição das propriedades quânticas de pares de fótons emaranhados recebidos do satélite.

Obviamente, não é um problema receber bilhões de fótons na Terra mesmo do distante Sol. Qualquer um pode fazê-lo em um dia ensolarado apenas saindo da sombra. Registrar simultaneamente um certo par de fótons emaranhados de um satélite em dois laboratórios diferentes e medir suas propriedades quânticas é uma tarefa técnica extremamente difícil. Para resolvê-lo, o projeto QUESS utilizou óptica adaptativa. Ele mede constantemente o grau de distorção causado pela turbulência da atmosfera terrestre e os compensa. Além disso, filtros ópticos foram usados ​​para cortar o luar e a luz da cidade. Sem eles, havia muito ruído na linha de comunicação óptica.

Cada passagem de satélite sobre o território chinês durou apenas 275 segundos. Durante esse tempo, foi necessário instalar simultaneamente dois canais de saída. Na primeira série de experimentos - entre Delingoy e Nanshan (distância 1120 km). No segundo - entre Delingoy e Lijiang (1203 km). Em ambos os experimentos, pares de fótons emaranhados foram recebidos com sucesso do satélite e o canal de comunicação seguro funcionou.

Isso é considerado um avanço por várias razões. Primeiro, Micius foi o primeiro experimento bem-sucedido em comunicações quânticas por satélite. Até agora, todos esses experimentos foram realizados em laboratórios terrestres, onde o receptor e o transmissor estavam muito menos distantes um do outro. Em segundo lugar, em outros experimentos, a transmissão de fótons emaranhados exigia o uso de algum tipo de meio isolado. Por exemplo, linhas de comunicação de fibra óptica. Em terceiro lugar, com a comunicação quântica, fótons únicos são transmitidos e registrados em uma fibra óptica, e o satélite aumenta a taxa de câmbio efetiva.

Comunicação quântica na Rússia

Desde 2014, um projeto no campo das comunicações quânticas terrestres foi lançado na Rússia. Os investimentos nele ultrapassam 450 milhões de rublos, mas a produção prática ainda é muito modesta. Em 31 de maio de 2016, os funcionários do Russian Quantum Center lançaram a primeira linha de comunicação quântica doméstica. Criado com base na rede de fibra óptica existente, conectou duas filiais do Gazprombank em Moscou - em Korovy Val e Novye Cheryomushki. A distância entre estes edifícios é de cerca de 30 km. Até agora, a linha de comunicação quântica russa está funcionando como experimental.

O sinal de Micius viajou pela atmosfera e foi recebido simultaneamente por duas estações terrestres. “Se usássemos uma fibra de 1.200 km de comprimento para distribuir pares de fótons emaranhados na Terra, devido à perda de potência do sinal com a distância, poderíamos transmitir apenas um par por segundo. O satélite ajuda a superar essa barreira. Já melhoramos a velocidade de distribuição em 12 ordens de grandeza em comparação com as tecnologias anteriores”, diz Jian-Wei Pan.

A transmissão de dados quânticos via satélite abre a possibilidade de construir sistemas de comunicação globais que são protegidos ao máximo contra interceptação no nível dos princípios físicos. “Este é o primeiro passo para a comunicação quântica segura em todo o mundo e talvez até a internet quântica”, diz Anton Zeilinger.

O paradoxo dessa conquista é que mesmo os autores do projeto não conhecem todos os detalhes sobre o funcionamento de um sistema de comunicação quântica. Há apenas hipóteses de trabalho, sua verificação experimental e longos debates sobre a correta interpretação dos resultados. Muitas vezes acontece: primeiro, algum fenômeno é descoberto, depois é usado ativamente, e somente depois de muito tempo alguém é capaz de entender sua essência. Os povos primitivos sabiam fazer fogo, mas nenhum deles entendia os processos físicos e químicos da combustão. Era necessário entendê-los para fazer uma transição qualitativa de um incêndio para um motor de combustão interna e um motor de foguete.

O teletransporte quântico é uma coisa completamente confusa em todos os sentidos. Vamos tentar abstrair de fórmulas complexas, conceitos invisíveis e entender seus fundamentos. Velhos conhecidos nos ajudarão nisso - os interlocutores Alice, Bob e Malory, que está sempre os bisbilhotando.

Como Alice e Bob circulavam Mallory

Em um sistema de comunicação convencional, Malory recebe o papel de "homem no meio". Ele se encravou imperceptivelmente na linha de transmissão, intercepta a mensagem de Alice, lê-a, se desejar, também a altera e a passa para Bob. Bob ingênuo não suspeita de nada. Então Malory recebe sua resposta, faz o que quiser com ela e a envia para Alice. É assim que todas as correspondências, conversas telefônicas e qualquer outro tipo clássico de comunicação ficam comprometidos. Com a comunicação quântica, isso é impossível em princípio. Por quê?

Para criar uma chave criptográfica nele, Alice e Bob primeiro usam uma série de medições em pares de fótons emaranhados. Os resultados dessas medições tornam-se a chave para criptografar e descriptografar mensagens enviadas por qualquer canal aberto. Se Malory interceptar os fótons emaranhados, ele destruirá o sistema quântico e ambos os interlocutores saberão imediatamente. Malory não seria fisicamente capaz de retransmitir os mesmos fótons, porque isso iria contra um princípio da mecânica quântica conhecido como "sem clonagem".

Isso acontece porque as propriedades do macro e do micromundo são fundamentalmente diferentes. Qualquer objeto de macro sempre existe em um estado bem definido. Aqui está uma folha de papel, ela está. Aqui foi colocado em um envelope e enviado por correio aéreo. Podemos medir qualquer parâmetro de uma mensagem em papel a qualquer momento, e isso não afetará sua essência de forma alguma. Não alterará o conteúdo de pesagem, raio-x e não voará mais rápido no feixe de radar com o qual medimos a velocidade da aeronave.

Para partículas elementares, tudo é diferente. Eles são descritos como estados probabilísticos de um sistema quântico, e qualquer medida o transfere para um estado estritamente definido, ou seja, o altera. A própria influência da medição no resultado não se encaixa bem na visão de mundo usual. No entanto, do ponto de vista prático, é interessante que o estado do sistema quântico transmitido não possa ser conhecido secretamente. Uma tentativa de interceptar e ler tal mensagem simplesmente a destruirá. Portanto, acredita-se que a comunicação quântica elimine completamente a possibilidade de um ataque MitM.

Quaisquer partículas elementares são teoricamente adequadas para transmissão de dados quânticos. Experimentos anteriores foram realizados com elétrons, prótons e até íons de diferentes metais. Na prática, no entanto, é mais conveniente usar fótons. Eles são fáceis de irradiar e registrar. Já existem dispositivos prontos, protocolos e redes inteiras de fibra óptica para transmissão tradicional de dados. A diferença entre os sistemas de comunicação quântica é que pares de fótons pré-emaranhados devem ser transmitidos a eles.

Como não se enredar em dois fótons

O emaranhamento de partículas elementares dá origem a debates acalorados em torno do princípio da localidade - o postulado de que apenas objetos próximos o suficiente uns dos outros participam de interações. Todas as verificações experimentais na mecânica clássica são baseadas neste princípio. O resultado de qualquer experimento depende apenas de corpos que interagem diretamente e pode ser calculado com precisão com antecedência. O número de observadores também não o afeta de forma alguma. No caso da mecânica quântica, não existe essa certeza. Por exemplo, é impossível dizer de antemão qual será a polarização de um dos fótons emaranhados.

Einstein sugeriu cautelosamente que a natureza probabilística das previsões da mecânica quântica se deve à presença de alguns parâmetros ocultos, ou seja, a incompletude banal da descrição. Trinta anos depois, Bell respondeu criando uma série de desigualdades teoricamente capazes de confirmar a presença de variáveis ​​ocultas em experimentos com partículas quânticas, analisando a distribuição de probabilidade em uma série de experimentos. Alain Aspe, e depois outros experimentadores, demonstraram a violação das desigualdades de Bell.

Em 2003, Tony Leggett, físico teórico da Universidade de Illinois, resumiu os dados acumulados e propôs abandonar completamente o princípio da localidade em qualquer raciocínio sobre sistemas quânticos. Mais tarde, um grupo de cientistas do Instituto de Física Teórica de Zurique e do Instituto de Física Aplicada da Universidade Técnica de Darmstadt, liderados por Roger Kolbek, chegaram à conclusão de que o princípio de Heisenberg também é incorreto para partículas elementares emaranhadas.

Esse constante repensar da mecânica quântica ocorre porque estamos tentando pensar em termos familiares em um ambiente desconhecido. Os estados emaranhados das partículas e, em particular, dos fótons não são uma propriedade mística. Não viola, mas complementa as leis conhecidas da física. É só que os próprios físicos ainda não podem descrever os efeitos observados em uma teoria consistente.

O emaranhamento quântico tem sido observado em experimentos desde a década de 1970. Pares de partículas pré-emaranhadas espaçadas a qualquer distância instantaneamente (ou seja, mais rápido que a velocidade da luz) mudam as propriedades umas das outras - daí o termo "teletransporte" surgiu. Por exemplo, vale a pena alterar a polarização de um fóton, pois o fóton emparelhado mudará imediatamente o seu. Milagre? Sim, se você não se lembra que inicialmente esses fótons eram uma única entidade e, após a separação, sua polarização e outras propriedades também acabaram interconectadas.

Certamente você se lembra da duplicidade do fóton: ele interage como uma partícula, mas se propaga como uma onda. Para criar um par de fótons emaranhados, existem diferentes técnicas, uma das quais é baseada nas propriedades das ondas. Ele gera um fóton com comprimento de onda mais curto (por exemplo, 512 nm) e depois é dividido em dois fótons com comprimento de onda maior (1024 nm). O comprimento de onda (frequência) de tais fótons é o mesmo, e todas as propriedades quânticas de um par são descritas por um modelo probabilístico. “Mudança” no microcosmo significa “medida” e vice-versa.

Um fóton de partícula tem números quânticos - por exemplo, helicidade (positiva ou negativa). Uma onda de fótons tem uma polarização - por exemplo, horizontal ou vertical (ou circular esquerda e direita - dependendo de qual plano e direção de movimento estamos considerando).

Não se sabe de antemão quais serão essas propriedades para cada fóton de um par (veja os princípios probabilísticos da mecânica quântica). Mas no caso de fótons emaranhados, podemos afirmar que eles serão opostos. Portanto, se você alterar (medir) as características de um fóton de um par, elas serão instantaneamente determinadas para o segundo, mesmo que esteja a 100.500 parsecs de distância. É importante entender que isso não é apenas a eliminação da incerteza. Esta é precisamente a mudança nas propriedades quânticas das partículas como resultado da transição de um estado probabilístico para um determinístico.

A principal dificuldade técnica é não criar pares de fótons emaranhados. Quase qualquer fonte de luz dá à luz a eles o tempo todo. Até a lâmpada do seu quarto emite fótons emaranhados aos milhões. No entanto, é difícil chamá-lo de dispositivo quântico, pois em tal caos o emaranhamento quântico dos pares produzidos desaparece rapidamente, e inúmeras interações interferem na transmissão efetiva das informações.

Em experimentos com emaranhamento quântico de fótons, geralmente são usadas as propriedades da óptica não linear. Por exemplo, se um pedaço de niobato de lítio ou outro cristal não linear cortado de uma certa maneira for iluminado com um laser, aparecerão pares de fótons com polarização mutuamente ortogonal (isto é, horizontal e vertical). Um pulso de laser (super) curto é estritamente um par de fótons. É aí que está a magia!

O bônus adicional da transferência de dados quânticos

Helicidade, polarização - todas essas são maneiras adicionais de codificar um sinal, de modo que mais de um bit de informação pode ser transmitido por um fóton. Assim, em sistemas de comunicação quântica, a densidade de transmissão de dados e sua velocidade aumentam.

Usar o teletransporte quântico para transmitir informações ainda é muito difícil, mas o progresso nessa área está se movendo rapidamente. A primeira experiência bem-sucedida foi registrada em 2003. O grupo de Zeilinger realizou a transmissão de estados quânticos de partículas emaranhadas a 600 m de distância. Em 2010, o grupo de Jian-Wei Pan aumentou essa distância para 13 km e, em 2012, quebrou seu próprio recorde registrando teletransporte quântico bem-sucedido a uma distância de 97 km. No mesmo 2012, Zeilinger se vingou e aumentou a distância para 143 km. Agora, por esforços conjuntos, eles fizeram um verdadeiro avanço - eles completaram a transferência de 1203 km.

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O que é emaranhamento quântico em palavras simples? Teletransporte - é possível? A possibilidade de teletransporte foi comprovada experimentalmente? Qual é o pesadelo de Einstein? Neste artigo, você obterá respostas para essas perguntas.

Introdução

Muitas vezes vemos o teletransporte em filmes e livros de ficção científica. Você já se perguntou por que o que os escritores criaram eventualmente se torna nossa realidade? Como eles conseguem prever o futuro? Não acho que seja um acidente. Muitas vezes os escritores de ficção científica possuem amplo conhecimento de física e outras ciências, o que, aliado à sua intuição e imaginação extraordinária, os ajuda a construir uma análise retrospectiva do passado e simular eventos futuros.

Com o artigo você aprenderá:

• O que é emaranhamento quântico?
• A disputa de Einstein com Bohr. Quem está certo?
• O teletransporte foi confirmado experimentalmente?

conceito "emaranhamento quântico" surgiu de uma suposição teórica que se segue das equações da mecânica quântica. Significa o seguinte: se 2 partículas quânticas (podem ser elétrons, fótons) se tornarem interdependentes (emaranhadas), a conexão será preservada, mesmo que estejam espalhadas por diferentes partes do Universo

A descoberta do entrelaçamento quântico explica até certo ponto a possibilidade teórica do teletransporte.

Em suma, então de volta partícula quântica (elétron, fóton) é chamada de momento angular próprio. O spin pode ser representado como um vetor, e a própria partícula quântica pode ser representada como um ímã microscópico.

É importante entender que quando ninguém observa um quantum, por exemplo, um elétron, então ele tem todos os valores do spin ao mesmo tempo. Este conceito fundamental da mecânica quântica é chamado de "superposição".

Imagine que seu elétron está girando no sentido horário e anti-horário ao mesmo tempo. Ou seja, está em ambos os estados de spin ao mesmo tempo (vetor de spin up/vetor de spin down). Representado? OK. Mas assim que um observador aparece e mede seu estado, o próprio elétron determina qual vetor de spin ele deve receber - para cima ou para baixo.

Quer aprender a medir o spin de um elétron? Ele é colocado em um campo magnético: elétrons com um spin contra a direção do campo e com um spin na direção do campo se desviarão em diferentes direções. Os spins dos fótons são medidos direcionando-os para um filtro polarizador. Se o spin (ou polarização) de um fóton for "-1", ele não passará pelo filtro e, se for "+1", passará.

Resumo. Assim que você tiver medido o estado de um elétron e determinado que seu spin é "+1", então o elétron ligado ou "emaranhado" com ele assume o valor de spin "-1". E instantaneamente, mesmo que seja em Marte. Embora antes de medir o estado do 2º elétron, ele tivesse os dois valores de spin simultaneamente ("+1" e "-1").

Esse paradoxo, comprovado matematicamente, não agradou a Einstein. Porque contradizia sua descoberta de que não há velocidade maior que a velocidade da luz. Mas o conceito de partículas emaranhadas provou: se uma das partículas emaranhadas está na Terra e a 2ª está em Marte, então a 1ª partícula no momento de medir seu estado instantaneamente (mais rápido que a velocidade da luz) transmite informações para a 2ª. partícula, qual o valor do spin que ela aceita. Ou seja, o oposto.

A disputa de Einstein com Bohr. Quem está certo?

Einstein chamou de "emaranhamento quântico" SPUCKHAFTE FERWIRKLUNG (alemão) ou assustador, fantasmagórico, ação sobrenatural à distância.

Einstein discordou da interpretação de Bohr do emaranhamento quântico de partículas. Porque isso contradisse sua teoria de que a informação não pode viajar mais rápido que a velocidade da luz. Em 1935 ele publicou um artigo descrevendo um experimento mental. Este experimento foi chamado de "Paradoxo de Einstein-Podolsky-Rosen".

Einstein concordou que partículas ligadas poderiam existir, mas apresentou outra explicação para a transferência instantânea de informações entre elas. Ele disse "partículas emaranhadas" mais como um par de luvas. Imagine que você tem um par de luvas. Você coloca a esquerda em uma mala e a direita na segunda. Você enviou a 1ª mala para um amigo e a 2ª para a lua. Quando um amigo receber a mala, ele saberá que a mala contém uma luva esquerda ou direita. Quando ele abre a mala e vê que há uma luva esquerda nela, ele saberá instantaneamente que é a luva certa na Lua. E isso não significa que um amigo influenciou o fato de a luva esquerda estar na mala e não significa que a luva esquerda transmitiu instantaneamente informações para a direita. Significa apenas que as propriedades das luvas eram originalmente as mesmas desde o momento em que foram separadas. Aqueles. partículas quânticas emaranhadas inicialmente contêm informações sobre seus estados.

Então, quem estava certo Bohr, que acreditava que partículas ligadas transmitem informações umas às outras instantaneamente, mesmo que estejam espaçadas em grandes distâncias? Ou Einstein, que acreditava que não há conexão sobrenatural, e tudo é predeterminado muito antes do momento da medição.

Essa disputa mudou-se para o reino da filosofia por 30 anos. A disputa foi resolvida desde então?

Teorema de Bell. Disputa resolvida?

John Clauser, ainda estudante de pós-graduação na Universidade de Columbia, em 1967 encontrou o trabalho esquecido do físico irlandês John Bell. Foi uma sensação: acontece Bell quebrou o impasse entre Bohr e Einstein. Ele propôs testar ambas as hipóteses experimentalmente. Para fazer isso, ele propôs construir uma máquina que criasse e comparasse muitos pares de partículas emaranhadas. John Clauser começou a desenvolver tal máquina. Sua máquina poderia criar milhares de pares de partículas emaranhadas e compará-los de acordo com vários parâmetros. Os resultados experimentais provaram que Bohr estava certo.

E logo o físico francês Alain Aspe realizou experimentos, um dos quais dizia respeito à própria essência da disputa entre Einstein e Bohr. Neste experimento, a medição de uma partícula poderia afetar diretamente outra apenas se o sinal da 1ª para a 2ª passasse a uma velocidade superior à velocidade da luz. Mas o próprio Einstein provou que isso era impossível. Restava apenas uma explicação - uma conexão inexplicável e sobrenatural entre as partículas.

Os resultados dos experimentos provaram que a suposição teórica da mecânica quântica está correta. O emaranhamento quântico é uma realidade ( Wikipédia de entrelaçamento quântico). Partículas quânticas podem ser ligadas apesar de grandes distâncias. A medição do estado de uma partícula afeta o estado da segunda partícula localizada longe dela, como se a distância entre elas não existisse. A comunicação sobrenatural à distância está acontecendo na realidade.

A questão permanece, o teletransporte é possível?

O teletransporte foi confirmado experimentalmente?

Em 2011, cientistas japoneses teletransportaram fótons pela primeira vez no mundo! Movido instantaneamente do ponto A para o ponto B um feixe de luz.

Se você quer que tudo o que você lê sobre emaranhamento quântico seja resolvido em 5 minutos, assista a este vídeo, um vídeo maravilhoso.

Vejo você em breve!

Desejo a todos projetos interessantes e inspiradores!

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Maldacena mostrou que, ao emaranhar partículas em um rótulo com partículas em outro, uma conexão de latas com buracos de minhoca pode ser perfeitamente descrita mecanicamente quântica. No contexto do princípio holográfico, o emaranhamento é equivalente a amarrar fisicamente pedaços de espaço-tempo.

Inspirado por essa conexão entre emaranhamento e espaço-tempo, Van Raamsdonk se perguntou o quão grande o emaranhamento pode desempenhar na formação do espaço-tempo. Ele apresentou o rótulo mais limpo de uma lata de sopa quântica: branco, correspondendo a um disco vazio de espaço anti-de-Sitter. Mas ele sabia que, de acordo com os fundamentos da mecânica quântica, o espaço vazio nunca estaria completamente vazio. Está cheio de pares de partículas que flutuam e desaparecem. E essas partículas fugazes estão emaranhadas.

Então Van Raamsdonk desenhou uma bissetriz imaginária em uma etiqueta holográfica e então quebrou matematicamente o emaranhamento quântico entre as partículas em uma metade da etiqueta e as partículas na outra. Ele descobriu que o disco correspondente do espaço anti-de Sitter começou a se dividir ao meio. Como se as partículas emaranhadas fossem os ganchos que seguram a teia de espaço e tempo no lugar; sem eles, o espaço-tempo se desfaz. À medida que Van Raamsdonk reduzia o grau de emaranhamento, a parte do espaço conectada às regiões divididas tornava-se mais fina, como um fio de borracha esticado de goma de mascar. "Isso me fez pensar que a presença do espaço começa com a presença do emaranhamento."

Foi uma declaração ousada, e levou tempo para o trabalho de Van Raamsdonk, publicado na General Relativity and Gravitation em 2010, ganhar atenção séria. O fogo do interesse surgiu em 2012, quando quatro físicos da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara escreveram um artigo desafiando a sabedoria convencional sobre o horizonte de eventos, o ponto sem retorno do buraco negro.

A verdade escondida pelo firewall

Na década de 1970, o físico teórico Stephen Hawking mostrou que pares de partículas emaranhadas - a mesma espécie que Van Raamsdonk posteriormente analisou em sua fronteira quântica - . Um cai no buraco negro, enquanto o outro escapa junto com a chamada radiação Hawking. Este processo mina gradualmente a massa do buraco negro, eventualmente levando à sua morte. Mas se os buracos negros desaparecerem, o registro de tudo o que caiu também deve desaparecer com ele. A teoria quântica diz que a informação não pode ser destruída.

Na década de 1990, vários físicos teóricos, incluindo Leonard Susskind, de Stanford, chegaram a uma solução para esse problema. Sim, eles disseram, matéria e energia caem em um buraco negro. Mas do ponto de vista de um observador externo, esse material nunca cruza o horizonte de eventos; ele parece estar oscilando no limite. Como resultado, o horizonte de eventos torna-se um limite holográfico contendo todas as informações sobre o espaço dentro do buraco negro. Eventualmente, quando o buraco negro evapora, essa informação vaza na forma de radiação Hawking. Em princípio, um observador pode coletar essa radiação e recuperar todas as informações sobre o interior de um buraco negro.

Em seu artigo de 2012, os físicos Ahmed Almheiri, Donald Marolph, James Sully e Joseph Polchinsky disseram que algo estava errado com essa imagem. Para um observador tentando montar o quebra-cabeça do que está dentro de um buraco negro, um deles apontou, todas as peças separadas do quebra-cabeça – as partículas da radiação de Hawking – devem estar emaranhadas umas nas outras. Além disso, cada partícula Hawking deve estar emaranhada com seu parceiro original, que caiu no buraco negro.

Infelizmente, a confusão por si só não é suficiente. A teoria quântica afirma que, para que exista emaranhamento entre todas as partículas fora do buraco negro, o emaranhamento dessas partículas com partículas dentro do buraco negro deve ser excluído. Além disso, os físicos descobriram que quebrar um dos emaranhados criaria uma parede de energia impenetrável, o chamado firewall, no horizonte de eventos.

Muitos físicos duvidam que os buracos negros realmente evaporem tudo o que tenta entrar. Mas a própria possibilidade da existência de um firewall leva a pensamentos perturbadores. Anteriormente, os físicos já pensaram em como é o espaço dentro de um buraco negro. Agora eles não têm certeza se os buracos negros têm esse "dentro". Todo mundo parece ter se reconciliado, observa Preskill.

Mas Susskind não se resignou. Ele passou anos tentando provar que a informação não desaparece dentro de um buraco negro; hoje ele também está convencido de que a ideia de um firewall está errada, mas ainda não conseguiu provar isso. Um dia, ele recebeu uma carta enigmática de Maldacena: "Não havia muito nela", diz Susskind. - Apenas ER = EPR. Maldacena, agora no Instituto de Estudos Avançados de Princeton, refletiu sobre sua sopa de 2001 pode funcionar e se perguntou se buracos de minhoca poderiam resolver a miscelânea de emaranhamento gerada pelo problema do firewall. Susskind rapidamente pegou a ideia.

Em um artigo publicado na revista alemã Fortschritte der Physik em 2013, Maldacena e Susskind afirmaram que um buraco de minhoca - tecnicamente uma ponte Einstein-Rosen, ou ER - é o equivalente espaço-temporal do emaranhamento quântico. (Sob o EPR entender o experimento de Einstein-Podolsky-Rosen, que deveria dissipar o emaranhamento quântico mitológico). Isso significa que cada partícula de radiação Hawking, não importa o quão longe da origem, está diretamente conectada ao interior do buraco negro através de um curto caminho através do espaço-tempo. “Se você passar por um buraco de minhoca, as coisas que estão longe não estão tão longe”, diz Susskind.

Susskind e Maldacena propuseram coletar todas as partículas de Hawking e empurrá-las juntas até que elas colapsem em um buraco negro. Este buraco negro estaria emaranhado e, portanto, conectado por um buraco de minhoca ao buraco negro original. Esse truque transformou o emaranhado de partículas de Hawking - paradoxalmente emaranhadas com o buraco negro e entre si - em dois buracos negros conectados por um buraco de minhoca. A sobrecarga de confusão foi resolvida e o problema do firewall acabou.

Nem todos os cientistas entraram na onda do bonde ER = EPR. Susskind e Maldacena reconhecem que ainda têm muito trabalho a fazer para provar que buracos de minhoca e emaranhamento são equivalentes. Mas depois de ponderar as implicações do paradoxo do firewall, muitos físicos concordam que o espaço-tempo dentro de um buraco negro deve sua existência ao emaranhamento com a radiação externa. Este é um insight importante, observa Preskill, porque também significa que todo o tecido do espaço-tempo no universo, incluindo o pedaço que ocupamos, é o produto da ação macabra quântica.

computador espacial

Uma coisa é dizer que o universo constrói o espaço-tempo através do emaranhamento; outra bem diferente é mostrar como o universo faz isso. Preskill e seus colegas enfrentaram essa difícil tarefa, que decidiram considerar o cosmos como um colossal computador quântico. Por quase vinte anos, os cientistas construíram computadores quânticos, que usam informações codificadas em elementos emaranhados como fótons ou pequenos circuitos para resolver problemas que os computadores tradicionais não conseguem. A equipe de Preskill está usando o conhecimento adquirido com essas tentativas para prever como detalhes individuais dentro de uma lata de sopa se traduziriam em um rótulo confuso.

Os computadores quânticos operam operando componentes que estão em uma superposição de estados como portadores de dados - eles podem ser zeros e uns ao mesmo tempo. Mas o estado de superposição é muito frágil. O excesso de calor, por exemplo, pode destruir um estado e todas as informações quânticas nele contidas. Essas perdas de informação, que Preskill compara a páginas rasgadas de um livro, parecem inevitáveis.

Mas os físicos responderam criando um protocolo para correção de erros quânticos. Em vez de depender de uma única partícula para armazenar um bit quântico, os cientistas dividem os dados em várias partículas emaranhadas. Um livro escrito na linguagem da correção de erros quânticos estaria cheio de rabiscos, diz Preskill, mas todo o seu conteúdo poderia ser recuperado mesmo se metade das páginas desaparecesse.

A correção de erros quânticos atraiu muita atenção nos últimos anos, mas agora Preskill e seus colegas suspeitam que a natureza criou esse sistema há muito tempo. Em junho, no Journal of High Energy Physics, Preskill e sua equipe mostraram como o emaranhamento de muitas partículas em um limite holográfico descreve perfeitamente uma única partícula sendo puxada pela gravidade dentro de um pedaço de espaço anti-de Sitter. Maldacena diz que essa descoberta pode levar a uma melhor compreensão de como um holograma codifica todos os detalhes do espaço-tempo que o cerca.

Os físicos reconhecem que suas especulações têm um longo caminho a percorrer para corresponder à realidade. Enquanto o espaço anti-de Sitter oferece aos físicos a vantagem de trabalhar com um limite bem definido, o universo não tem um rótulo tão claro em uma lata de sopa. O tecido espaço-tempo do cosmos vem se expandindo desde o Big Bang e continua a fazê-lo em um ritmo crescente. Se você enviar um feixe de luz para o espaço, ele não vai virar e voltar; ele vai voar. “Não está claro como definir a teoria holográfica do nosso universo”, escreveu Maldacena em 2005. "Simplesmente não há um bom lugar para colocar um holograma."

No entanto, por mais estranho que todos esses hologramas, latas de sopa e buracos de minhoca possam parecer, eles podem ser caminhos promissores que levam à fusão de atividades assustadoras quânticas com a geometria do espaço-tempo. Em seu trabalho sobre buracos de minhoca, Einstein e Rosen discutiram possíveis implicações quânticas, mas não se conectaram com seus trabalhos anteriores sobre emaranhamento. Hoje, essa conexão pode ajudar a unificar a mecânica quântica da relatividade geral em uma teoria da gravidade quântica. Armados com tal teoria, os físicos poderiam desvendar os mistérios do estado do jovem Universo, quando matéria e energia se encaixam em um ponto infinitamente pequeno no espaço.

Se você ainda não foi atingido pelas maravilhas da física quântica, depois deste artigo seu pensamento certamente ficará de cabeça para baixo. Hoje vou dizer o que é o emaranhamento quântico, mas em palavras simples, para que qualquer um possa entender o que é.

Emaranhamento como uma conexão mágica

Depois que os efeitos incomuns que ocorrem no microcosmo foram descobertos, os cientistas chegaram a uma suposição teórica interessante. Decorreu precisamente dos fundamentos da teoria quântica.

No passado, falei sobre como o elétron se comporta de forma muito estranha.

Mas o emaranhamento de partículas elementares quânticas geralmente contradiz qualquer senso comum, vai além de qualquer compreensão.

Se eles interagiram um com o outro, após a separação, uma conexão mágica permanece entre eles, mesmo que estejam separados por qualquer distância arbitrariamente grande.

Mágico no sentido de que a informação entre eles é transmitida instantaneamente.

Como é conhecido da mecânica quântica, uma partícula antes da medição está em uma superposição, ou seja, possui vários parâmetros ao mesmo tempo, é borrada no espaço e não possui um valor de spin exato. Se uma medição for feita em uma de um par de partículas que interagiram anteriormente, ou seja, uma função de onda colapsa, a segunda imediatamente responde a essa medição. Não importa quão distantes estejam. Fantasia, não é.

Como se sabe pela teoria da relatividade de Einstein, nada pode exceder a velocidade da luz. Para que a informação chegue de uma partícula à segunda, é necessário pelo menos passar o tempo de passagem da luz. Mas uma partícula reage instantaneamente à medição da segunda. Informações na velocidade da luz teriam chegado a ela mais tarde. Tudo isso não cabe no senso comum.

Se separarmos um par de partículas elementares com um parâmetro de spin comum de zero, então uma deve ter um spin negativo e a outra um positivo. Mas antes da medição, o valor do spin está em superposição. Assim que medimos o spin da primeira partícula, vimos que ela tem um valor positivo, então imediatamente a segunda adquire um spin negativo. Se, pelo contrário, a primeira partícula adquire um valor negativo do spin, a segunda adquire um valor instantaneamente positivo.

Ou tal analogia.

Temos duas bolas. Um é preto, o outro é branco. Nós os cobrimos com vidros opacos, não conseguimos ver qual é qual. Interferimos como no jogo de dedais.

Se você abrir um copo e ver que há uma bola branca, o segundo copo é preto. Mas a princípio não sabemos qual é qual.

Assim é com as partículas elementares. Mas antes de olhar para eles, eles estão em superposição. Antes da medição, as bolas são como se fossem incolores. Mas tendo destruído a superposição de uma bola e vendo que é branca, a segunda imediatamente se torna preta. E isso acontece instantaneamente, se houver pelo menos uma bola no chão e a segunda em outra galáxia. Para que a luz alcance de uma bola para outra no nosso caso, digamos que demore centenas de anos, e a segunda bola saiba que uma medição foi feita na segunda, repito, instantaneamente. Há confusão entre eles.

É claro que Einstein, e muitos outros físicos, não aceitaram tal resultado dos eventos, ou seja, o emaranhamento quântico. Ele considerou as conclusões da física quântica incorretas, incompletas e assumiu que algumas variáveis ​​ocultas estavam faltando.

Pelo contrário, o paradoxo de Einstein descrito acima foi inventado para mostrar que as conclusões da mecânica quântica não são corretas, porque o emaranhamento é contrário ao senso comum.

Este paradoxo foi chamado de paradoxo de Einstein-Podolsky-Rosen, abreviado como o paradoxo EPR.

Mas experimentos com emaranhamento feitos posteriormente por A. Aspect e outros cientistas mostraram que Einstein estava errado. Existe emaranhamento quântico.

E essas não eram mais suposições teóricas decorrentes de equações, mas os fatos reais de muitos experimentos sobre emaranhamento quântico. Os cientistas viram isso ao vivo, e Einstein morreu sem saber a verdade.

As partículas realmente interagem instantaneamente, as restrições à velocidade da luz não são um obstáculo para elas. O mundo acabou se tornando muito mais interessante e complexo.

Com o emaranhamento quântico, repito, há uma transferência instantânea de informações, uma conexão mágica é formada.

Mas como isso pode ser?

A física quântica de hoje responde a essa pergunta de maneira elegante. Há uma conexão instantânea entre as partículas, não porque a informação seja transmitida muito rapidamente, mas porque em um nível mais profundo elas simplesmente não estão separadas, mas ainda estão juntas. Eles estão no chamado entrelaçamento quântico.

Ou seja, o estado de confusão é um estado do sistema, onde, de acordo com alguns parâmetros ou valores, não pode ser dividido em partes separadas e completamente independentes.

Por exemplo, os elétrons após a interação podem ser separados por uma grande distância no espaço, mas seus spins ainda estão juntos. Portanto, durante os experimentos, os spins concordam instantaneamente entre si.

Você entende onde isso leva?

O conhecimento atual da física quântica moderna com base na teoria da decoerência se resume a uma coisa.

Existe uma realidade mais profunda e não manifesta. E o que observamos como um mundo clássico familiar é apenas uma pequena parte, um caso especial de uma realidade quântica mais fundamental.

Ele não contém espaço, tempo, quaisquer parâmetros de partículas, mas apenas informações sobre elas, a possibilidade potencial de sua manifestação.

É este fato que explica de forma elegante e simples porque ocorre o colapso da função de onda, considerado no artigo anterior, o emaranhamento quântico e outros milagres do microcosmo.

Hoje, quando se fala em emaranhamento quântico, lembram-se do outro mundo.

Ou seja, em um nível mais fundamental, uma partícula elementar não é manifestada. Ele está localizado simultaneamente em vários pontos do espaço, possui vários valores de giros.

Então, de acordo com alguns parâmetros, pode se manifestar em nosso mundo clássico durante a medição. No experimento discutido acima, duas partículas já possuem um valor específico para as coordenadas do espaço, mas seus spins ainda estão na realidade quântica, não manifestados. Não há espaço e tempo, então os spins das partículas estão travados juntos, apesar da enorme distância entre elas.

E quando olhamos para o spin de uma partícula, ou seja, fazemos uma medição, meio que puxamos o spin da realidade quântica para o nosso mundo comum. E parece-nos que as partículas trocam informações instantaneamente. É que eles ainda estavam juntos em um parâmetro, mesmo estando distantes. A separação deles é na verdade uma ilusão.

Tudo isso parece estranho, incomum, mas esse fato já é confirmado por muitos experimentos. Os computadores quânticos são baseados em emaranhamento mágico.

A realidade acabou por ser muito mais complexa e interessante.

O princípio do emaranhamento quântico não se encaixa em nossa visão usual do mundo.

É assim que o físico-cientista D.Bohm explica o emaranhamento quântico.

Digamos que estamos observando peixes em um aquário. Mas devido a algumas restrições, podemos olhar não para o aquário como ele é, mas apenas para suas projeções, filmadas por duas câmeras na frente e nas laterais. Ou seja, observamos os peixes, olhando para duas televisões. Os peixes nos parecem diferentes, pois fotografamos com uma câmera de rosto inteiro e outra de perfil. Mas milagrosamente, seus movimentos são claramente consistentes. Assim que o peixe da primeira tela vira, o segundo instantaneamente também vira. Ficamos surpresos, não percebendo que se trata do mesmo peixe.

Assim é em um experimento quântico com duas partículas. Por causa de suas limitações, parece-nos que os spins de duas partículas que interagiram anteriormente são independentes uma da outra, porque agora as partículas estão distantes uma da outra. Mas na verdade eles ainda estão juntos, mas em uma realidade quântica, em uma fonte não local. Nós simplesmente não olhamos a realidade como ela realmente é, mas com uma distorção, dentro da estrutura da física clássica.

Teletransporte quântico em termos simples

Quando os cientistas aprenderam sobre o emaranhamento quântico e a transferência instantânea de informações, muitos se perguntaram: o teletransporte é possível?

Acabou sendo realmente possível.

Já houve muitos experimentos sobre teletransporte.

A essência do método pode ser facilmente compreendida se você entender o princípio geral do emaranhamento.

Há uma partícula, por exemplo, um elétron A e dois pares de elétrons emaranhados B e C. O elétron A e o par B, C estão em pontos diferentes no espaço, não importa a distância. E agora vamos converter as partículas A e B em emaranhamento quântico, ou seja, vamos combiná-las. Agora C se torna exatamente igual a A, porque seu estado geral não muda. Ou seja, a partícula A é, por assim dizer, teletransportada para a partícula C.

Hoje, experimentos mais complexos sobre teletransporte foram realizados.

Claro, todos os experimentos são realizados até agora apenas com partículas elementares. Mas você tem que admitir, é incrível. Afinal, todos nós somos constituídos pelas mesmas partículas, os cientistas dizem que o teletransporte de macro objetos teoricamente não é diferente. Só é necessário resolver muitos problemas técnicos, e isso é apenas uma questão de tempo. Talvez, em seu desenvolvimento, a humanidade alcance a capacidade de teletransportar objetos grandes e até a própria pessoa.

realidade quântica

O emaranhamento quântico é integridade, continuidade, unidade em um nível mais profundo.

Se, de acordo com alguns parâmetros, as partículas estão em emaranhamento quântico, de acordo com esses parâmetros, elas simplesmente não podem ser divididas em partes separadas. Eles são interdependentes. Tais propriedades são simplesmente fantásticas do ponto de vista do mundo familiar, transcendentes, pode-se dizer sobrenaturais e transcendentes. Mas este é um fato do qual não há como escapar. É hora de reconhecê-lo.

Mas onde tudo isso leva?

Acontece que muitos ensinamentos espirituais da humanidade há muito falam sobre esse estado de coisas.

O mundo que vemos, constituído de objetos materiais, não é a base da realidade, mas apenas uma pequena parte dela e não a mais importante. Existe uma realidade transcendente que define, determina tudo o que acontece ao nosso mundo e, portanto, a nós.

É aí que residem as verdadeiras respostas às eternas perguntas sobre o sentido da vida, o verdadeiro desenvolvimento de uma pessoa, encontrar a felicidade e a saúde.

E estas não são palavras vazias.

Tudo isso leva a repensar os valores da vida, a entender que, além da busca insensata da riqueza material, há algo mais importante e superior. E essa realidade não está em algum lugar lá fora, ela nos cerca em todos os lugares, ela nos permeia, está, como se costuma dizer, "ao nosso alcance".

Mas vamos falar sobre isso nos próximos artigos.

Agora assista a um vídeo sobre emaranhamento quântico.

Estamos nos movendo suavemente do emaranhamento quântico para a teoria. Mais sobre isso no próximo artigo.