![]()
Sender
V.I.P. |
Зарегистрирован: 19.05.2006
Сообщений: 3806
|
Обратиться по нику
|
| Sender |
Ответить с цитатой | | |
|
Продемонстрировано запутывание фотонов, существующих на разных отрезках времени
Физики из Еврейского университета в Иерусалиме экспериментально охарактеризовали запутывание пары фотонов, разнесённых во времени.
Запутанность двух квантовых систем можно представить как появление между ними неклассических корреляций по какому-либо параметру, который может принимать по крайней мере два значения для каждой из систем. При этом измерение состояния первой системы будет мгновенно и однозначно определять состояние второй, находящейся на произвольном удалении. Столь необычное свойство, смущавшее Эйнштейна, Подольского и Розена, теперь рассматривается как проявление нелокальности квантовой теории.
Поскольку манипулировать фотонами сравнительно легко, в опытах, устанавливающих эту нелокальность, чаще всего используются именно они. Запутанные по поляризации состояния фотонов учёные создают с помощью нелинейных кристаллов, полагаясь на спонтанное параметрическое рассеяние — эффект «разделения» фотонов, падающих на кристалл, на пары частиц с суммарными энергией и импульсом, равными энергии и импульсу входных квантов света. Такие пары могут находиться в максимально запутанных состояниях, известных как состояния Белла.
Запутывания также можно достичь путём измерения состояний Белла, то есть проецирования совместного состояния двух частиц на базис состояний Белла. Эта операция заложена в общепринятый протокол квантовой телепортации и позволяет запутывать фотоны без всякого взаимодействия между ними, создавая две независимые запутанные пары квантов 1-2 и 3-4, а затем выполняя измерение состояний Белла над частицами 2 и 3. В результате запутанными оказываются частицы 1 и 4, которые вполне могут находиться на значительном расстоянии друг от друга.
Подобный «перенос запутывания» стал ключевым элементом очень интересного мысленного эксперимента с парадоксальным результатом, описанного сотрудником Израильского технологического института Ашером Пересом (Asher Peres) в 1999 году. Две созданные пары запутанных фотонов исследователь предложил разделять так, чтобы частицы 1 и 4 отправлялись первому и второму участникам опыта (Алисе и Бобу), а частицы 2 и 3 — третьему (Виктору). После этого Алиса и Боб должны провести измерения поляризации над своими фотонами и сохранить полученные данные. Затем Виктор решает, как ему поступить со своими фотонами (выполнять над ними измерение состояний Белла или измерять их по отдельности), реализует задуманное и сообщает о результатах Алисе и Бобу.
Как выяснилось, в такой ситуации решение Виктора, принятое им уже после измерения фотонов 1 и 4, будет определять, какие корреляции между частицами — квантовые или классические — обнаружат Алиса и Боб при анализе информации. Нелогичный эффект «влияния» действий в будущем на уже свершившиеся события был зарегистрирован в реальном эксперименте весной этого года, когда австрийские физики воспроизвели все необходимые элементы схемы Переса на лабораторном столе.
Временнáя диаграмма поставленного израильтянами опыта. I — рождение фотонов 1 и 2, II — регистрация фотона 1, III — рождение фотонов 3 и 4, IV — измерение состояний Белла над фотонами 2 и 3, V — регистрация фотона 4. (Иллюстрация авторов работы.)
Авторы новой работы пошли дальше и составили схему такого опыта, который наглядно демонстрирует нелокальность квантовой механики не только в пространстве, но и во времени. В их варианте методики фотон 1 измеряется (регистрируется) сразу после рождения запутанной пары 1-2, а его партнёр задерживается до появления пары 3-4, после чего состояние частиц 2 и 3 проецируется на базис состояний Белла. Когда квант 1 измеряется, он, естественно, не может «знать» о том, что вскоре будет создан фотон 4, однако эти два кванта, существующие на разных отрезках времени, теоретически должны обнаруживать квантовые корреляции. Иными словами, измерение фотона 4 должно влиять на физическое описание находящегося в прошлом фотона 1 (или измерение первой частицы должно влиять на будущее описание последней).
Эти выкладки израильтяне проверили с помощью титан-сапфирового лазера, работавшего в импульсном режиме с частотой следования в 76 МГц, нелинейного кристалла бета-бората бария, линии задержки на 105 нс (время, за которое лазер выдаёт восемь импульсов), однофотонных детекторов и набора стандартных оптических элементов. Как и ожидалось, наблюдения подтвердили факт запутывания фотонов 1 и 4.
Подготовлено по материалам arXiv.
http://science.compulenta.ru/710429/ |
|
|
|
|
