Спутанные квантовые состояния

Квантовая механика
\ Delta x \ cdot \ Delta p_x \ geqslant \ frac {\ hbar} {2}
Принцип неопределенности
Введение ? История
Математические основы
Основа
Классическая механика ? Интерференция ? Бра-кет нотация ? Гамильтониан ? Старая квантовая теория
Фундаментальные понятия
Вектор состояния ? Волновая функция ? Суперпозиция ? Запутанность ?

Измерение ? Неопределенность ? Исключение Паули ? Дуализм ? Декогеренции ? Теорема Эренфеста ? Туннелирования

Эксперименты
Опыт Дэвиссона - Джермера ? Опыт Штерна - Герлаха ? Кот Шредингера ? Опыт Поппера ? Опыт Юнга ? Проверка неравенств Белла ? Фотоэффект ? Эффект Комптона ? Эффект Рамзауэра
Формулировка
Картина Шредингера ? Картина Гейзенберга ? Картина взаимодействия ? Матричная квантовая механика ? Интеграл вдоль траекторий
Уравнения
Уравнения Шредингера ? Уравнение Паули ? Уравнение Клейна - Гордона ? Уравнения Дирака
Интерпретации
Копенгагенская интерпретация ? Теория скрытых параметров ? Багатосвитова
Сложные темы
Квантовая теория поля ? Квантовая электродинамика ? Квантовая хромодинамика ? Квантовая гравитация ? Теория всего
Приближенные методы
Квазиклассических приближения ? Теория возмущений ? Вариационный метод
Известные ученые
Планк ? Эйнштейн ? Шредингер ? Гейзенберг ? Иордан ? Бор ? Паули ? Дирак ? Фок ? Борн ? де Бройль ? Ландау ? Фейнман ? Бом ? Эверетт
пересмотреть ? обсудить ? редактировать

Спутанные квантовые состояния - состояния квантовых систем, состоящих из многих частиц, в которых измерения определенной характеристики одной из частиц приводит к ограничению на значение этих свойств для других частиц, несмотря на расстояние между этими частицами.

Существование спутанных состояний - сугубо квантовое явление, которое приводит к парадокса Эйнштейна - Подольского - Розена (парадокса ЭПР), и за которое квантовую механику критиковали. Однако опыты с квантовой телепортации, проведенные в начале 21-го века, подтверждают правильность квантовомеханической теории.


Теория

Принципы квантовой механики утверждают, что одинаковые квантовые частицы невозможно никак различить или даже индексировать. Эти принципы требуют от волновых функций квантовомеханических систем полной симметричности или антисиметричности относительно перестановки частиц. Кроме того, в квантовой механике справедливый принцип суперпозиции : существование состояний с неопределенными характеристиками. Совместное действие этих двух принципов приводит к спутывания квантовых состояний.

Рассмотрим систему из двух квантовых частиц, одна из которых имеет свойство M, другое свойство N. Используя бра-кет нотацию можно записать состояния двух частиц как | M \ rangle и | N \ rangle . При рассмотрении системы из двух частиц принцип нерозризнюваности требует невозможности определения того, какая именно частица имеет то или иное свойство. Как следствие, возможно существование двух состояний: симметричного и антисимметрична

\ Psi_ + = \ frac {1} {\ sqrt {2}} (| M, N \ rangle + | N, M \ rangle)
\ Psi_-= \ frac {1} {\ sqrt {2}} (| M, N \ rangle - | N, M \ rangle)

Такие состояния называются спутанными. Как следствие, при измерении состояния одной из частиц экспериментатор может получить с равной вероятностью или свойство M, или свойство N. Однако, измерив состояние одной частицы и получив M, наблюдатель точно знать, что вторая частица имеет свойство N и наоборот. Можно представить себе эксперимент, когда две частицы разбегаются на значительное расстояние: световые годы друг от друга. К измерению состояние обеих частиц неопределенный: при измерении можно получить Собственно M, так и собственно N. Однако, проведя измерения состояния одной из частиц и получив определенное значение, экспериментатор мгновенно влияет на то значение, которое можно получить при измерении другой, очень далекой частицы.

Такая возможность мгновенного влияния на состояние удаленной частицы вызвала острые возражения в части физиков, в частности в Эйнштейна. Детальное изучение этой возможности, однако, показывает, что передача информации со скоростью больше скорость света в таких системах невозможна, т.е. принцип причинности не нарушается.


Смотрите также


Физика Это незавершенная статья по физики.
Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.