Иной взгляд на квантовую запутанность. А что, если мы именно распутываем частицы?

Что мы знаем о квантовой запутанности? Это, вроде как некоторая странная связь между частицами квантового уровня, которая позволяет им копировать состояния друг друга. Причём происходит это мгновенно и на любых расстояниях. Настолько мгновенно, что быстрее скорости света. Ну а Эйнштейн не любит, когда какой-то процесс претендует на превышение скорости света.

Относительно этого аспекта вопроса есть хороший комментарий про левый и правый носок. И пусть сама логика имеет базовые противоречия, но формулировка, что частицы ровно как и правый с левым носками уже являются такими, вполне себе интересна и кажется правильной. Никакой передачи чего бы то ни было тут нет, а потому и скорость света не превышена. Вот только не один из этих примеров не способен раскрыть истинную суть квантовой запутанности.

Про это явление много говорят и чаще всего исходят из того, что частицы запутаны в лаборатории хитрым индейским способом друг с другом или же уже созданы такими во Вселенной. Это стандартная точка зрения. Но есть и иной взгляд на проблему, который мне понравился и который я хотел бы до вас донести.

Начать стоит с самого процесса запутывания. Некоторый набор манипуляций позволяет добиться запутанности. Технически процесс весьма сложный и если читать его научно-популярные описания, то заключается он в выравнивании состояний посредством воздействия на одну из запутанных частиц. Происходит взаимная поляризация и выравнивание параметров двух объектов, а это приводит к тому, что мы называем запутыванием.

При этом состояние квантовой запутанности не является стабильным, поскольку связь между частицами разрушается в результате измерения или взаимодействия хотя бы одной частицы с чем-то ещё. Почему такая связь может нарушаться так быстро? Не исключено, что по причине наличия более сильных воздействий. Это как нечто типа двух магнитов, которые какое-то время могут быть притянуты друг к другу, но по мере увеличения внешнего поля постепенно отлипают друг от друга.

Альтернативный взгляд на проблему строится не на том, что частицы запутываются друг с другом. Они распутываются с окружающими объектами и некоторое время ведут себя так, как будто их запутали только друг с другом.

Сложная экспериментальная установка представляет собой аппарат, который предназначен для минимизации их запутанности с окружающей средой. Некоторое время частицы ведут себя так, как будто они запутаны только друг с другом, а не со всем остальным во Вселенной. Затем мы можем наблюдать любопытные корреляции в их поведении. Корреляции, которые не могут быть объяснены классической физикой или какими-либо секретными сигналами, передаваемыми между двумя объектами. Впрочем, они пока вообще никак не могут быть объяснены. Нет способа «пробраться с микроскопом» на такой уровень. Есть только способ оценить существование корреляций и строить гипотезы.

С течением времени окружающая среда побеждает. Частицы снова становятся более запутаны со всем остальным миром, и странные корреляции исчезают в шуме окружающей среды. В этом случае мы говорим, что макроявления оказали разрушительное воздействие и запутанность развалилась. По-видимому всё очень просто. Мы не запутываем частицы, а распутываем их общую запутанность с миром.

Такая логика позволяет и размышлять относительно суперпозиции квантовой частицы. Не иметь эти кубиты, запутанные с окружающей средой — это самая сложная часть проблемы. Мы не видим этих связей или скорее — не знаем, что они вообще есть. А потому для сохранения невероятно хрупкого состояния равновесия и квантовой суперпозиции морозим объекты в холодильнике. Таким образом мы как раз-таки «отделяем» запутанную частицу от окружения. Некоторое время кубит функционирует как задумано, а потом система разрушается. Физики бьются, чтобы сохранить суперпозицию частиц, а нужно было бы думать об их изоляции от Вселенной. Но возможна ли она?

Авторский уголок: Традиционно приглашаю присоединиться к моему Telegram, где я регулярно рассказываю про интересные аспекты физики и делюсь своими роликами.