A kvantum összefonódása az egyik központi alapelve kvantumfizika, bár azt is nagyon félreértik. Röviden: a kvantum összefonódás azt jelenti, hogy több részecske összekapcsolódik oly módon, hogy a az egyik részecske kvantumállapotának mérése meghatározza a másik lehetséges kvantumállapotait részecskéket. Ez a kapcsolat nem függ a részecskék helyétől az űrben. Még ha egymástól milliárd mérföldre is elválasztják az összefonódott részecskéket, az egyik részecske megváltoztatása a másik megváltozását idézi elő. Annak ellenére, hogy a kvantumbeillesztés látszólag azonnal továbbítja az információkat, valójában nem sérti a klasszikus fénysebességet, mivel nincs „mozgás” az űrben.
A klasszikus kvantum összefonódási példa
A kvantum összefonódás klasszikus példáját a EPR paradoxon. Az eset egyszerűsített változatában vegye figyelembe a 0 kvantum-centrifugájú részecskét, amely két új részecskére bomlik: A és B részecskék. Az A és a B részecske ellentétes irányban halad el. Az eredeti részecske kvantum centrifugálása azonban 0 volt. Az új részecskék mindegyikének centrifugálása 1/2, de mivel 0-ig kell hozzáadni, az egyik +1/2 és egy -1/2.
Ez a kapcsolat azt jelenti, hogy a két részecske összefonódik. Az A részecske spinjének mérésekor ez a mérés befolyásolja a lehetséges eredményeket, amelyeket a B részecske spinjének mérésekor kaphat. És ez nem csupán érdekes elméleti jóslat, hanem kísérletileg is igazolható Bell-tétel.
Fontos szem előtt tartani, hogy a kvantumfizikában a részecske kvantumállapotával kapcsolatos eredeti bizonytalanság nem csupán a tudás hiánya. A kvantumelmélet alapvető tulajdonsága, hogy a mérés előtt a részecske valóban nincs egy meghatározott állapot, de az összes lehetséges állapot szuperpozíciójában van. Ezt a klasszikus kvantumfizikai gondolkodási kísérlet modellezi legjobban, Schroedinger macska, ahol a kvantummechanika megközelítés nélkül figyeli a macskát, amely egyszerre él és hal is.
Az univerzum hullámfunkciója
A dolgok értelmezésének egyik módja az, hogy az egész univerzumot egyetlen hullámfunkciónak tekintik. Ebben a reprezentációban ez a „világegyetem hullámfunkciója” kifejezést tartalmaz, amely meghatározza az egyes részecskék kvantumállapotát. Ez a megközelítés nyitja az ajtót az állításoknak, miszerint „minden kapcsolódik”, és gyakran manipulálják (akár szándékosan, akár őszinte zavarodás révén), hogy olyan dolgokra kerüljenek, mint a fizikai hibák A titok.
Bár ez az értelmezés azt jelenti, hogy az univerzum minden részecskéjének kvantum állapota befolyásolja minden más részecske hullámfunkcióját, csak matematikai módon teszi meg. Valójában nincs olyan kísérlet, amely valaha is - akár elvileg is - fedezhetné fel a hatást, ha az egyik helyen megjelenik egy másik hely.
A kvantum összefonódásának gyakorlati alkalmazása
Noha a kvantumbecsatolás bizarr tudományos fantasztikusnak tűnik, a koncepciónak már vannak gyakorlati alkalmazásai. Használják mély űrben történő kommunikációhoz és kriptográfiához. Például a NASA Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer (LADEE) bemutatta, hogy mennyire kvantum Az összefonódás felhasználható információk feltöltésére és letöltésére az űrhajó és a földi között vevő.
Szerkesztette Anne Marie Helmenstine, Ph. D.