Алексей Левин
«Популярная механика» №4, 2006
- Загадка ЭПР
- Версия Бома
- Пришествие Белла
- Проверка опытом
Проверка опытом
Изготовление и регистрация спутанных состояний — непростая задача. Первые опыты по верификации теоремы Белла проводили с поляризованными фотонами. Вместо пар спутанных электронов использовали пары световых квантов с альтернативными модами поляризации (например, вертикальной и горизонтальной), а вместо магнитных детекторов — поляризационные фильтры. Подобные эксперименты начали ставить в 1970-е годы, однако однозначных результатов они не дали. Лишь в 1982 году аспирант Парижского университета Ален Аспе провел серию прецизионных опытов со спутанными фотонами, признанных убедительными. Он доказал, что S действительно может сильно зашкалить и за +2, и за –2. А значит, спутанные частицы ощущают присутствие друг друга на любом расстоянии.
В конце 1980-х американцы Дэниел Гринбергер и Майкл Хорн вместе с австрийским физиком Антоном Цайлингером теоретически доказали, что опыты с тройками спутанных частиц демонстрируют особенности этого явления лучше, чем «парные» эксперименты. В 1999 году в лаборатории Цайлингера в Венском университете впервые создали спутанные фотонные триады. С тех пор число спутанных в эксперименте частиц стало быстро расти. Пока рекорд держат физики из американского Национального инстиута стандартов и технологии, которые в конце прошлого года изготовили шестерку спутанных ионов бериллия. А в январе немецкие физики сообщили, что им впервые удалось «спутать» атом с фотоном.
Телеклонирование
Новейшей демонстрацией уникальных особенностей спутанности стало квантовое телеклонирование, перенос состояния квантового объекта на два или несколько пространственно удаленных объектов той же природы, или телепортация по нескольким адресам. В теории эта процедура была предложена еще в 1999 году. Выполненный в феврале 2006 года в Токийском университете эксперимент начался с изготовления спутанных световых лучей A, B и C. Луч A был смешан с подлежащим клонированию лучом X, а B и C посланы в других направлениях. Приборы измеряли смешанное световое поле и посылали эту информацию модуляторам фазы и амплитуды на путях B и C. Каждый из них после такого воздействия превратился в клон луча X. Квантовую телепортацию можно выполнить идеально точно, а телеклонирование из-за принципа неопределенности — только приближенно. Амплитудные и фазовые характеристики луча X можно было перенести на B и C максимум на две трети. Токийские физики не дотянули до этого предела, им удалось воспроизвести луч X лишь на 58%. Но если бы они изготавливали клоны без использования спутывания, точность не превысила бы 50%: квантовые корреляции сильнее классических.
Антон Цайлингер: «Сделан первый шаг к созданию квантового ретранслятора, который сможет телепортировать информацию через континенты и океаны. Принцип его действия основан на квантовой спутанности»