Cайт вчителя фізики

Джерело: Інфо-Світ. Новини науки і техніки

Якою б парадоксальною і неможливою виглядала ідея заплутаності фотонів, які ніколи не перетиналися в часі, – ще торік німецьким фізикам під керівництвом Joachim von Zanthie вдалося теоретично обгрунтувати можливість створення такого виду квантової заплутаності. Тепер же, команда вчених з Ізраїлю, під керівництвом Hagai Eisenberg, довела на практиці можливість створення цього явища .

Дослідникам з Єврейського університету в Єрусалимі (Hebrew University of Jerusalem) вдалося зв’язати явищем квантової заплутаності фотони, які існували в різні моменти часу та ніколи не перетиналися один з одним. У роботі, опублікованій в журналі Physical Review Letters, вчені пояснюють, що проведений ними експеримент підтверджує нематеріальну природу явища квантової заплутаності, яка була описана в минулому році вченими з університету Ерлангена-Нюрнберга (University of Erlangen-Nuremberg).

Нагадаємо, що квантова заплутаність – це особливий стан двох квантових частинок, коли вплив, який чиниться на одну з частинок, впливає і на другу частку, незалежно від розділяючої їх відстані, якою великою вона не була б. Всі дослідження і досліди, які проводилися досі, мали на увазі те, що заплутані на квантовому рівні частки завжди повинні існувати в один і той же момент часу. А експеримент, проведений ізраїльськими вченими, доводить, що дія явища квантової заплутаності простягається не тільки через відстань, але і через час теж. Це, у свою чергу, демонструє те, що квантові явища і події не завжди відбуваються в нашому світі або на нашому рівні сприйняття.

Проводячи свої експерименти, вчені використовували світло лазера для того, щоб абсолютно традиційним способом отримати пару заплутаних фотонів Р1 і Р2. Після цього вони виміряли поляризацію фотона Р1, що супроводжувалося одночасним створенням ще однієї пари заплутаних фотонів, Р3 і Р4. Вимірюючи поляризацію фотонів Р2 і Р3, вчені заплутали пару Р3 і Р4 з фотоном Р2, який раніше був заплутаний з фотоном Р1, "загиблим” під час вимірювання його поляризації ще до "народження” фотона Р4. Не вдаючись у подробиці і математичні нетрі процесу, можна сказати, що вимірювання характеристик фотона Р4 продемонстрували те, що він залишився заплутаним на квантовому рівні з фотоном Р2 і з фотоном Р1, які існували деякий час назад.

На наведеному вище малюнку представлена ​​вся послідовність проведення досвіду одержання заплутаних фотонів, що існували в різні моменти часу. Точка I – це момент народження і створення заплутаної пари Р1 і Р2, точка II – момент вимірювання поляризації фотона Р1 і його "смерть”, точка III – момент народження і створення заплутаної пари Р3 і Р4, точка IV – момент заплутування фотонів Р2 і Р3 , точка V – вимірювання поляризації фотона Р4.

Дослідники вважають, що складність експерименту і сприйняття його результатів служать доказом того, що квантова заплутаність не є явищем фізичного плану, принаймні, не матеріальним. Але це ніяк не заважатиме використовувати виявлене явище тимчасового квантового заплутування частинок у своїх цілях. Це може бути використано для створення досить екзотичних квантових систем, таких, як квантові криптографічні системи, в яких ключ шифрування ніколи не передається фізично від однієї точки до іншої, або квантові комп’ютери, здатні передавати результати виконаних обчислень назад у минуле або вперед у майбутнє , нехай і на вельми короткий проміжок часу.