Splątanie kwantowe zostało teraz zaobserwowane bezpośrednio w skali makroskopowej: ScienceAlert

Splątanie kwantowe to łączenie ze sobą dwóch cząstek lub obiektów, nawet jeśli mogą one być od siebie oddalone – właściwości każdego z nich są powiązane w sposób, który nie jest możliwy zgodnie z zasadami fizyki klasycznej.

Jest to dziwne zjawisko opisane przez Einsteina jako „przerażająca praca zdalna„, ale to jego ekscentryczność sprawia, że ​​jest tak fascynujący dla naukowców” Studium 2021Kwant splot Są one obserwowane i rejestrowane bezpośrednio w skali makroskopowej – skali znacznie większej niż cząstki subatomowe zwykle związane ze splątaniem.

Z naszej perspektywy związane z tym wymiary są wciąż dość małe – eksperymenty obejmowały dwie aluminiowe beczki o wielkości jednej piątej szerokości ludzkiego włosa – ale w świecie fizyki kwantowej są one dość masywne.

„Jeśli niezależnie przeanalizujesz dane dotyczące położenia i pędu dwóch bębnów, każdy z nich wygląda gorąco” Fizyk Jean Théophile powiedział:z National Institute of Standards and Technology (NIST) w USA w zeszłym roku.

„Ale patrząc na nie razem, widzimy, że to, co wygląda jak przypadkowy ruch jednego bębna, jest ściśle związane z drugim w sposób, który można osiągnąć tylko poprzez Splątanie kwantowe. „

Chociaż nie wiadomo, czy splątanie kwantowe nie może wystąpić w przypadku obiektów makroskopowych, wcześniej sądzono, że efekty nie są zauważalne w większych skalach – a może, że skala makroskopowa rządzi się innym zestawem reguł.

Najnowsze badania wskazują, że tak nie jest. W rzeczywistości obowiązują tu te same zasady ilościowe i też można je dostrzec. Naukowcy wibrowali membrany małego cylindra za pomocą fotonów mikrofalowych i utrzymywali ich synchronizację pod względem położenia i prędkości.

Aby zapobiec zewnętrznym zakłóceniom, co jest częstym problemem w obudowach kwantowych, bębny były chłodzone, blokowane i mierzone w oddzielnych fazach wewnątrz kontenera chłodniczego. Stany lufy są następnie kodowane w odruchowym polu mikrofalowym, które działa w sposób podobny do radaru.

Wcześniejsze badania donosiły również o makroskopowym splątaniu kwantowym, ale artykuł z 2021 r. idzie dalej: wszystkie niezbędne pomiary zostały zarejestrowane, a nie wywnioskowane, a splątanie zostało wygenerowane w deterministyczny, nielosowy sposób.

w Seria połączonych, ale oddzielnych doświadczeńnaukowcy pracujący również z bębnami makroskopowymi (lub oscylatorami) w przypadku splątania kwantowego wykazali, jak można mierzyć położenie i pęd dwóch bębnów jednocześnie.

„W naszej pracy bębny pokazują zbiorowy ruch kwantowy” Fizyk Laure Mercier de Lipinay powiedział:z Uniwersytetu Aalto w Finlandii. „Beczki wibrują w przeciwnej do siebie fazie, tak że gdy jedna znajduje się w końcowej pozycji cyklu wibracji, druga znajduje się w przeciwnej pozycji w tym samym czasie”.

„W tym przypadku niepewność kwantowa ruchu bębnów jest anulowana, jeśli oba bębny są traktowane jako pojedyncza jednostka mechaniki kwantowej”.

Najważniejszą wiadomością jest to, że on spaceruje Zasada nieoznaczoności Heisenberga Pomysł, że pozycja i pęd nie mogą być jednocześnie idealnie zmierzone. Zasada mówi, że rejestrowanie dowolnego pomiaru będzie kolidować z innymi poprzez proces zwany Quantum back action.

Oprócz wspierania innych badań w celu wykazania makroskopowego splątania kwantowego, to konkretne badanie wykorzystuje to splątanie, aby uniknąć działania tła kwantowego – zasadniczo badając granicę między fizyką klasyczną (gdzie obowiązuje zasada nieoznaczoności) a fizyką kwantową (gdzie obecnie nie wydaje się być).

Jednym z potencjalnych przyszłych zastosowań tych dwóch zestawów wyników są sieci kwantowe — zdolność do manipulowania i plątania obiektów w skali mikroskopowej, aby mogły zasilać sieci komunikacyjne nowej generacji.

Fizycy Hoi-Kwan Lau i Aashish Clerk, którzy nie brali udziału w badaniach, pisali w Komentowanie opublikowanych wówczas badań.

nie pierwszy i po drugie Badanie zostało opublikowane w Nauki.

Wersja tego artykułu została opublikowana po raz pierwszy w maju 2021 roku.