На Ютубе как-то показывали научно-популярный фильм из серии “Через червоточину с Морганом Фриманом”. Там показывали как проводится двухщелевой опыт Юнга над отдельными частицами. Это парадоксально, но оказывается точечная частица может пройти через две щели одновременно, оставляя при этом на экране интерференционную картину.
Ещё парадоксальнее оказывается тот факт, что если детекторы частиц будут расположены на щелях, показывая через какую щель проходит электрон, интерференционная картина исчезает. Детектор при измерении коллапсирует волновую функцию электрона. Определившийся (детерминированный электрон), в отличие от волнового, не может создать интерференцию с самим собой.
Теперь моя идея. Допустим, мы собрались передать некую последовательность нулей и единиц с Земли на Альфу Центавра. На полпути между Землёй и Альфа, на космическом корабле находится источник запутанных частиц, выдающий пакеты по 50 электронов, направленные в противоположные стороны.
Волновая функция двух запутанных электронов общая. Коллапс единой волновой функции происходит мгновенно по всему пространству Вселенной, независимо от текущего расстояния между ними. Это и следует использовать.
На Земле мы подвергаем взаимодействию первые 50 электронов, например с помощью фотопластинки. При этом попарно схлопываются общие волновые функции электронов, находящихся на Земле и на Альфе. Все электроны первого пакета, и там и там, утратят свою волновую функцию и окажутся в определённом состоянии. Альфовцам следует пропустить первый пакет через две щели по методу Юнга по одному, исключив возможность прохождения через щели двух и более электронов за раз. Определившие электроны, не могут пройти через две щели одновременно и создать интерференционную картину. На выходе альфовцы получат рисунок двух щелей. Значит – логическая единица.
Второй пакет электронов на Земле не трогаем вообще, а пропускаем мимо в свободный полёт. Альфовцы пропускают второй пакет через две щели. Волновой неопределившийся электрон, может пройти через две щели одновременно и создать интерференционную картину. Я думаю что используя 50 электронов, визуально различить рисунок двух щелей от интерференции можно точно. В случае интерференции – логический ноль.
Итого, с помощью 1000 запутанных пар электронов можно передать 20 бит информации почти мгновенно.
Крайне интересно,Владимир-хотя поняла далеко не все.По существу предложенной схемы возразить не могу(слишком мало знаю для этого)-у меня только одно сомнение.Неужели можно получить четкую интеференционную картину от электронов на столь далеком расстоянии, как от Земли до Альфы?Не затухнет ли функция и не станет ли исчезающе малой величиной?Какова же должна быть мощность и разрешающая способность приемопередающей аппаратуры?Просьба ответить..
Анне. Немного не так. Смотрите первый рисунок. Мы получаем чёткую интерференционную картину на очень малом расстоянии. Обычно от щелей до экрана не больше 20 см, а сама установка не больше 1 метра. Всю остальную работу делает квантовая запутанность, чёткость которой вообще не зависит от расстояния.
Чуть пояснее стало, Владимир-но идея представляется фантастической.Если так все просто-почему никто до сих пор не тестировал столь интересное устройство?Ведь его можно применить не только на космических расстояниях-но и при передаче, скажем, с Земли на орбиту спутника?Напишите, пожалуйста..
Анне. Я предполагаю, что это связано с неотработанной технологией удержания частиц в запутанном состоянии. При любых взаимодействиях происходит коллапс волновой функции. При прохождении через километровые волноводы или всю толщу земной атмосферы, большая часть частиц утратит волновую функцию, возможно в соотношении миллион к одному. Этого достаточно для того, чтобы запутанные частицы были зафиксированы, но недостаточно для работы установки. Для того чтобы подобная установка заработала, нужно чтобы по пути утрата составляла 10-20%, т.е. снизить затухание в 5-10 миллионов раз. В вакууме дальнего космоса такое возможно.
Спасибо за разъяснение, Владимир.Тогда остается ждать, пока подобную установку применят, скажем, при передаче с одного спутника на другой.Это вполне осуществимо в ближайшем будущем..
Интересно, но не всем. Думаю, что на отведённом нам отрезке жизни, мы не сможем воспользоваться этой технологией.
Мария. Если бы все изобретатели рассуждали также, то не видать бы нам было, ни компьютеров, ни интернета.
Владимиру! Изобретатели? Мы с вами не изобретатели, а обычные люди.
Сразу предуведомление. Боюсь, что просто не понял. Но возражаю.
1) Мы уже не раз обсуждали — я не знаю экспериментов по дифракции одиночного “электрона”. На неподтверждённого (более полувека) Фабриканта я на Кью ссылался. Попробую, не обещаю, найти томскую работу, где линии тухнут, если увеличивать время между прохождением отдельных частиц
2) Фотоны запутывают и разделяют, посветив на нелинейный кристалл. Падающий даёт два запутанных сохранением энергии и импульса и их разводят разветвлённым световодом. На конце световода проводят измерение (пропускают через интерферометр) и сразу меняет состояние второй. Вы предлагаете перед пропусканием через щель запереть в сейфы и развезти в разные точки.
Как их теперь вынуть? Надо же отправить на щели. Нужно какое-то воздействие?! Тут они и сколапсируют. Или нет? Если нет, то почему? Чем выемка из сейфа отличается от измерения?
Андрею. На этот раз я Вас вообще не понял.
1) Работу искать не надо. Могут использоваться любые частицы, это не принципиально, хоть фотоны. Что значит линии тухнут? Квантовая запутанность не затухает с расстоянием.
2) Причём здесь сейфы? Не надо ничего запирать, а отправлять в свободный полёт.
1) Линии тухнут. Одиночные частицы никто не регистрирует. Фабрикант считал, что он посылает электрон за электроном с большой задержкой. Результат копил. Поскольку больше я таких работ не знаю, возникает подозрение. что посылал электроны пачками (небольшими)
Томские ребята увеличивали задержку между посылками (думают штучными), результат копили и сообщили, что с увеличением задержки линии исчезали и при максимальных задержках остался серый фон.
2)Квантовая запутанность исчезает со временем. Сделать пару вечно изолированной, защитить от воздействий не получается. Половина пары летит к Земле. На Земле он должна попасть в “прибор”, который её ждёт и знает в какое состояние перевести. Пусть сейф не нужен, Вы ждёте прихода частицы, зная какое состояние ей придать. С какой точностью по углу Вы её отправляли? Не влезет ли на больших расстояниях неопределённость импульса, которая без корректировки заставит частицу промахнуться? А если нужна коррекция, то коррекция=измерению — преждевременный коллапс.
Есть проблема с одновременностью событий по ОТО. 😉
Время течет неодинаково в разных областях Вселенной. Пусть для Альфы и Земли незначительно, но тем не менее. И как, предполагается, события должны синхронизироваться между собой? То есть, имеются основания считать квантовую запутанность лишь игрой воображения теоретиков. 🙂
Нет. Синхронизация здесь не понадобится. Альфовцы могут включить свои приёмные аппараты на постоянку, не особо интересуясь началась передача данных или не началась. Как только пойдут логические единицы, чаще чем помехи, значит передача началась. А годом позже она началась, или годом раньше, по местному времени, это уже не принципиально.
Квантовая запутанность работает одновременно по общевселенскому времени (от Большого взрыва).
> Синхронизация здесь не понадобится. Альфовцы могут включить свои приёмные аппараты на постоянку, не особо интересуясь началась передача данных или не началась. Как только пойдут логические единицы, чаще чем помехи, значит передача началась.
Я не о том.
> Квантовая запутанность работает одновременно по общевселенскому времени (от Большого взрыва).
А вот об этом.
Если согласно ОТО часы на орбите на какие-то миллисекунды уходят вперед, близнец оставшийся на земле стареет, а близнец-космонавт, улетевший на Альфу остается молодым (не благодаря косметическим операциям :), а биологически). Это значит, что время относительно и везде течет с разной скоростью, в зависимости от локальных параметров пространства-времени. Т.е. со времени БВ (в отношении которого у меня тоже есть веские сомнения) по нашим часам прошло 13,5 млрд.лет, где-то меньше (например, в ЧД), а где-то больше (в межгалактическом пространстве, т.е. вдали от масс).
Вот об этой синхронизации идет речь.
Когда говорится о квантовой запутанности частиц, предполагаю, что подразумевается абсолютно одновременное изменение их состояния. Но как оно может быть абсолютно одновременным, если время не абсолютно?
И, как частицы могут узнать об изменении состояния другой частицы без посредника? Даже сами частицы не покоятся, постоянно и неравномерно относительно друг друга движутся и вращаются, при этом обладают размерами. И как состояние объема одной частицы может передаваться объему другой частицы? У этого объема есть пуп и экватор, относительно которых можно было бы это соизмерять? И, вполне возможно, что сами частицы могут колебаться, т.е. их тело на микроскопическую относительно размеров самих частиц величину деформироваться. Тогда это вообще невозможно осуществить – абсолютно одновременно передать состояние объема одной частицы другой. Это всё равно, что абсолютно одновременно передать изменение состояния куба шару. 🙂
Квантовую запутанность можно рассматривать лишь гипотетически предполагая, что частицы совершенно не имеют размеров и формы.