|  | 2 июня 2013 | Новости науки и техники

Физики запутали на квантовом уровне фотоны, существовавшие в разные моменты времени

Создание запутанных фотонов


Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме (Hebrew University of Jerusalem) преуспели в том, чтобы связать явлением квантовой запутанности фотоны, которые существовали в различные моменты времени, абсолютно не пересекавшиеся друг с другом. В работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, ученые объясняют, что проведенный ими эксперимент подтверждает нематериальную природу явления квантовой запутанности, которая была описана в прошлом году учеными из университета Эрлангена-Нюрнберга (University of Erlangen- Nuremberg).

Идея запутывания фотонов, никогда не пересекавшихся во времени, выглядит крайне парадоксально и невозможно. Но команда германских физиков во главе с Йоахимом фон Цантиром (Joachim von Zanthier) в прошлом году теоретически обосновала возможность создания такого вида квантовой запутанности, а теперь команда из Израиля, во главе с Хагаем Айзенбергом (Hagai Eisenberg), доказала на практике возможность создания этого явления.

Напомним, что квантовая запутанность - это особое состояние двух квантовых частиц, когда воздействие, оказываемое на одну из частиц, оказывает влияние и на вторую частицу, независимо от разделяющего их расстояния, каким большим бы оно ни было. Все исследования и опыты, проводимые в предыдущие времена, подразумевали то, что запутанные на квантовом уровне частицы всегда должны существовать в один и тот же момент времени. А эксперимент, проведенный израильскими учеными, доказывает, что действие явления квантовой запутанности простирается не только через расстояние, но и через время тоже. Это, в свою очередь, демонстрирует то, что квантовые явления и события не всегда происходят в нашем мире или на нашем уровне восприятия.

Проводя свои эксперименты, ученые использовали свет лазера для того, чтобы совершенно традиционным способом получить пару запутанных фотонов Р1 и Р2. После этого они измерили поляризацию фотона Р1, что сопровождалось одновременным созданием еще одной пары запутанных фотонов, Р3 и Р4. Измеряя поляризацию фотонов Р2 и Р3, ученые запутали пару Р3 и Р4 с фотоном Р2, который ранее был запутан с фотоном Р1, "погибшим" во время измерения его поляризации еще до "рождения" фотона Р4. Не вдаваясь в подробности и математические дебри процесса, можно сказать, что измерения характеристик фотона Р4 продемонстрировали то, что он остался запутанным на квантовом уровне с фотоном Р2 и с фотоном Р1, существовавшим некоторое время назад.

На приведенном выше рисунке представлена вся последовательность проведения опыта по получению запутанных фотонов, существовавших в разные моменты времени. Точка I - это момент рождения и создания запутанной пары Р1 и Р2, точка II - момент измерения поляризации фотона Р1 и его "смерть", точка III - момент рождения и создания запутанной пары Р3 и Р4, точка IV - момент запутывания фотонов Р2 и Р3, точка V - измерение поляризации фотона Р4.

Исследователи полагают, что сложность эксперимента и восприятия его результатов служат доказательством того, что квантовая запутанность не является явлением физического плана, по крайней мере, не материальным. Но это никак не будет мешать использовать обнаруженное явление временного квантового запутывания частиц в своих целях. Это может быть использовано для создания весьма экзотических квантовых систем, таких, как квантовые криптографические системы, в которых ключ шифрования никогда не передается физически от одной точки к другой, или квантовые компьютеры, способные передавать назад в прошлое или вперед в будущее, пусть и на весьма короткий промежуток времени, результаты выполненных вычислений.




Ключевые слова:
Квантовая, Запутанность, Фотон, Поляризация, Расстояние, Время, Измерение

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Новый метод создания квантовой запутанности позволит увеличить количество и ...
  • Ученым удалось осуществить квантовую телепортацию при помощи фотона, прошед ...
  • Расширяя теорию Эйнштейна исследователи демонстрируют новый вид квантовой з ...
  • Ученые установили рекорд, запутав на квантовом уровне одновременно 100 тыся ...
  • Впервые людям удалось увидеть явление квантовой запутанности невооруженным ...




  • 2 июня 2013 12:56
    #1 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    способные передавать назад в прошлое
    каким это образом интересно? Только в будущее.
        
    2 июня 2013 14:12
    #2 Написал: Paltr

    Публикаций: 0
    Комментариев: 27
    Я как-то не совсем понял: почему фотоны 1 и 4 запутаны, если фотона 1 не существует? Т.е. что после "смерти" 1, фотон 2 все еще с ним запутан? Если да - он не должен был тоже "умереть"?
        
    2 июня 2013 16:33
    #3 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 503
    А я вообще никакого парадокса не увидел. Свойства от фотона P1 при запутывании передались фотону P2 а далее P3 и P4, в хронологическом порядке. В моменты, когда их запутывали они были еще живы. Какая разница, что потом какой-то из фотонов был уничтожен, их свойства были синхронизированы раньше, когда он был на месте.
        
    2 июня 2013 16:41
    #4 Написал: Paltr

    Публикаций: 0
    Комментариев: 27
    Rsa,
    Не, после запутывания 1 и 2, 1 помер, а только потом уже 3 и 4 появились.
        
    2 июня 2013 18:15
    #5 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 503
    Paltr, ну так 3 и 4 запутали со 2ым, который свои свойства получил от 1. Вас же не удивляет, что вы имеете общие гены с прабабушкой, несмотря на то, что ее уже давно нет..
        
    2 июня 2013 18:45
    #6 Написал: Paltr

    Публикаций: 0
    Комментариев: 27
    Rsa,
    Не, ок. Но если 1 и 2 запутаны, а 1 "умирает", разве 2 не должен сделать то же - "умереть"? Они жа запутаны.
    Ну а если 3 и 4 запутали с 2, а 2 запутан с 1, а 1 уже нету, то почему 3 и 4 запутаны с 1? Его же нету, так как можно говорить, что они запутаны с ним из прошлого? Просто тогда получается, что запутанность между 1 и 2 не исчезает после "смерти" 1го, но состояния-то у 1 и 2 разные, так как они могут быть запутаны?

    Да, подписался...
        
    2 июня 2013 21:32
    #7 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 503
    Цитата: Paltr
    Не, ок. Но если 1 и 2 запутаны, а 1 "умирает", разве 2 не должен сделать то же - "умереть"? Они жа запутаны.


    Я не очень большой знаток теории запутывания, но точно знаю, что при этом далеко не все характеристики запутанных частиц становятся зависимыми. Вероятно, когда одна из них исчезает (она же не просто так исчезает, скорее всего где-то поглащается или с чем-то реагирует) вторая не обязана делать то же самое, она лишь сохраняет некоторые свойства, синхронизированные в свое время с первой частицей. Я вот как-то так это дело понимаю.
        
    2 июня 2013 21:42
    #8 Написал: Paltr

    Публикаций: 0
    Комментариев: 27
    Rsa,
    Но вот тогда и возникает вопрос: почему она все еще считается запутанной? Ведь для запутанности нужно 2 частицы, а тут только одна, пусть и в состоянии, которая до "смерти" имела вторая...
        
    2 июня 2013 22:10
    #9 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 503
    Цитата: Paltr
    Но вот тогда и возникает вопрос: почему она все еще считается запутанной?

    Этого я тоже не понял.
        
    3 июня 2013 09:28
    #10 Написал: Zynaps

    Публикаций: 0
    Комментариев: 181
    По моему афтар всех запутал. Никакая это не передача во времени. Это банальное клонирование информации. И кстати это мега достижение. Потому что можно создать теперь систему в которой будет поддерживаться состояние запутанности, и как следствие в перспективе позволит создать передатчики информации туда-сюда между двумя точками пространства, в которых постоянно будет поддерживаться состояние запутанности.
        
    3 июня 2013 11:10
    #11 Написал: vitendo

    Публикаций: 0
    Комментариев: 21
    Пацаны, вы меня уже полностью запутали. Похлеще моей бабушки, которая путалась с дедушкой, но уже умерла.
    wink lol
        
    3 июня 2013 13:14
    #12 Написал: Paltr

    Публикаций: 0
    Комментариев: 27
    Zynaps,
    Ну просто если вся статья только лишь про синхронизацию более двух фотонов, то зачем все эти рассуждения и картинки про "мертвый" первый фотон?
        
    3 июня 2013 15:10
    #13 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Zynaps, а как раз невозможность копирования запутанных фотонов считали преимуществом для защищенной предачи данных, а получается уже нет, можно перехватить, скопировать и отправить одну из копий дальше.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.