Как обойти законы квантовой механики
Профессор физики Института Нильса Бора в Копенгагене, один из пионеров квантовой телепортации Юджин Ползик объяснил РИА Новости, где граница между "реальным" и "квантовым" миром, почему нельзя телепортировать человека и как ему удалось создать материю с "отрицательной массой". Пять лет назад его команда впервые реализовала эксперимент по телепортации не одного атома или частицы света, а макроскопического объекта.
Недавно он возглавил международный консультативный совет Российского квантового центра (РКЦ), заменив Михаила Лукина, создателя одного из самых больших квантовых компьютеров мира и мирового лидера в области квантовых вычислений. По словам профессора Ползика, он сосредоточится на развитии и реализации интеллектуального потенциала молодых российских ученых и усилении международного участия в работе РКЦ.
— Юджин, сможет ли человечество когда-либо телепортировать нечто большее, чем одиночные частицы или некий набор атомов или других макроскопических объектов?
— Вы не представляете, как часто мне задают этот вопрос, — спасибо, что вы не спрашиваете меня, можно ли телепортировать человека. Если говорить в очень общих чертах, то дело обстоит следующим образом.
Вселенная — это гигантский объект, "запутанный" на квантовом уровне. Проблема в том, что мы не способны "видеть" все степени свободы этого объекта. Если мы возьмем крупный объект в такой системе и попытаемся рассмотреть его, то тогда взаимодействия этого объекта с другими частями мира породят то, что называют "смешанным состоянием", в котором запутанность отсутствует.
В квантовом мире действует так называемый принцип моногамности. Он выражается в том, что если у нас есть два идеально запутанных объекта, то они оба не могут иметь столь же сильные "незримые связи" с любыми другими объектами окружающего мира, как друг с другом.
Возвращаясь к вопросу о квантовой телепортации, это означает, что в принципе нам ничто не мешает запутать и телепортировать объект размером хоть со всю Вселенную, однако на практике помешает то, что мы не видим все эти связи одновременно. Поэтому нам приходится изолировать макрообъекты от всего остального мира, когда мы проводим подобные эксперименты, и позволять им взаимодействовать только с "нужными" объектами.
К примеру, в наших экспериментах удалось осуществить это для облака, содержавшего в себе триллион атомов, благодаря тому, что они находились в вакууме и удерживались в специальной ловушке, изолировавшей их от внешнего мира. Эти камеры, кстати, разработали в России — в лаборатории Михаила Балабаса в Санкт-Петербургском государственном университете.
Позже мы перешли к опытам на более крупных объектах, которые можно увидеть невооруженным глазом. А теперь мы проводим эксперимент по телепортации колебаний, возникающих в тонких мембранах из диэлектрических материалов размерами миллиметр на миллиметр.
Сейчас, с другой стороны, мне лично больше интересны другие области квантовой физики, в которых, как мне кажется, в ближайшее время произойдут настоящие прорывы. Они точно удивят всех.
— Где именно?
— Мы все хорошо знаем, что квантовая механика не позволяет нам узнать все, что происходит в окружающем мире. Благодаря принципу неопределенности Гейзенберга, мы не можем одновременно измерить все свойства объектов с максимально высокой точностью. И в данном случае телепортация превращается в инструмент, позволяющий нам обойти это ограничение, передавая не частичную информацию о состоянии объекта, а сам объект целиком.
Эти же законы квантового мира мешают нам точно измерять траекторию движения атомов, электронов и других частиц, так как можно узнать или точную скорость их движения, или положение. На практике это означает, что точность работы всевозможных датчиков давления, движения и ускорения жестко ограничивается квантовой механикой.
Недавно мы поняли, что это не всегда так: все зависит от того, что мы вкладываем в понятия "скорость" и "положение". К примеру, если мы используем во время таких замеров не классические системы координат, а их квантовые аналоги, то тогда эти проблемы исчезнут.
Иными словами, в классической системе мы пытаемся определить положение той или иной частицы относительно, грубо говоря, стола, стула или какой-то другой точки отсчета. В квантовой системе координат нулем будет служить другой квантовый объект, с которым взаимодействует интересующая нас система.
Оказалось, что квантовая механика позволяет измерить оба параметра — и скорость движения, и траекторию — с неограниченно высокой точностью при определенной комбинации свойств точки отсчета. В чем заключается эта комбинация? Облако атомов, служащее нулем системы квантовых координат, должно иметь эффективную отрицательную массу.
На самом деле, конечно же, эти атомы не имеют "проблем с весом", но они ведут себя так, как если бы они обладали отрицательной массой, благодаря тому, что особым образом расположены относительно друг друга и находились внутри особого магнитного поля. В нашем случае это приводит к тому, что ускорение частицы понижает, а не повышает ее энергию, что абсурдно с точки зрения классической ядерной физики.
Это помогает нам избавиться от случайных изменений в положении частиц или скорости их движения, которые возникают, когда мы измеряем их свойства при помощи лазеров или других источников фотонов. Если поместить облако атомов с "отрицательной массой" на пути этого луча, то он сначала провзаимодействует с ними, затем пролетит через изучаемый объект, эти случайные возмущения ликвидируют друг друга, и мы сможем измерить все параметры с неограниченно высокой точностью.
Все это далеко не теория — несколько месяцев назад мы уже проверили эти идеи экспериментальным путем и опубликовали результат в журнале Nature.
— Есть ли какие-то практические применения у этого?
— Год назад я уже рассказывал, выступая в Москве, что подобный принцип "удаления" квантовой неопределенности можно использовать для улучшения точности работы LIGO и других гравитационных обсерваторий.
Тогда это было просто идеей, а сейчас она начала обретать конкретные очертания. Мы работаем над ее воплощением вместе с одним из пионеров квантовых измерений и участником проекта LIGO, профессором Фаридом Халили из РКЦ и МГУ.
Конечно, речь об установке подобной системы на самом детекторе пока не идет — это очень сложный и длительный процесс, и у самого LIGO есть планы, в которые мы просто не сможем вклиниться. С другой стороны, они уже заинтересовались нашими идеями и готовы нас слушать и дальше.
В любом случае сначала нужно создать рабочий прототип подобной установки, который покажет, что мы действительно можем перешагнуть через ту границу по точности измерений, которую накладывают принцип неопределенности Гейзенберга и другие законы квантового мира.
Первые опыты такого рода мы проведем на десятиметровом интерферометре в Ганновере, уменьшенной копии LIGO. Сейчас мы собираем все необходимые компоненты для этой системы, в том числе стенд, источники света и облако атомов. Если у нас все получится, то я уверен, что наши американские коллеги прислушаются к нам, — других способов обойти квантовый предел пока не существует.
— Будут ли сторонники детерминистических квантовых теорий, полагающие, что случайностей в квантовом мире не существует, считать подобные опыты доказательством правоты своих идей?
— Если честно, я не знаю, что они об этом подумают. В следующем году мы организуем конференцию в Копенгагене, посвященную границам между классической и квантовой физикой и подобным философским вопросам, и они могут посетить ее, если хотят изложить свое видение этой проблемы.
Сам я придерживаюсь классической копенгагенской интерпретации квантовой механики и признаю, что волновые функции не ограничены в размерах. Пока мы не видим никаких признаков того, что ее положения где-то нарушаются или расходятся с практикой.
За последние годы физики выполнили бесчисленное множество проверок неравенств Белла и парадокса Эйнштена — Подольски — Розена, которые полностью исключают возможность того, что поведением объектов на квантовом уровне могут управлять какие-то скрытые переменные или другие вещи, выходящие за рамки классической квантовой теории.
К примеру, несколько месяцев назад был еще один эксперимент, который закрыл все возможные "дыры" в уравнениях Белла, используемые сторонниками теорий скрытых переменных. Нам остается только, если перефразировать Нильса Бора и Ричарда Фейнмана, "заткнуться и вести эксперименты": как мне кажется, мы должны задавать себе лишь те вопросы, на которые можно получить ответ через опыты.
— Если вернуться к квантовой телепортации — учитывая те проблемы, которые вы описали: найдет ли она применение в квантовых компьютерах, спутниках связи и других системах?
— Уверен, что квантовые технологии будут все больше проникать в системы связи, и они довольно быстро войдут в нашу повседневную жизнь. Как именно, пока непонятно — информацию, к примеру, можно передавать как посредством телепортации, так и через обычные оптоволоконные линии при помощи систем квантового распределения ключей.
Квантовая память, в свою очередь, полагаю, тоже станет реальностью через некоторое время. Как минимум она понадобится для создания повторителей квантовых сигналов и систем. С другой стороны, как и когда все это реализуют, пока сложно предсказать.
Рано или поздно квантовая телепортация станет не экзотикой, а обыденной вещью, которой сможет воспользоваться каждый человек. Конечно, мы вряд ли увидим этот процесс, но результаты его работы, в том числе безопасные сети передачи данных и спутниковые системы связи, будут играть огромную роль в нашей жизни.
— Насколько далеко квантовые технологии проникнут в другие сферы науки и жизни, которые не касаются IT или физики?
— Это хороший вопрос, на который ответить еще сложнее. Когда появились первые транзисторы, многие ученые считали, что они найдут применение разве что в слуховых аппаратах. Так и случилось, хотя сейчас лишь крайне малая доля полупроводниковых приборов используется подобным образом.
Все же мне кажется, что квантовый прорыв действительно произойдет, но далеко не везде. К примеру, любые гаджеты и приборы, взаимодействующие с окружающей средой и как-то замеряющие ее свойства, неизбежно дойдут до квантового предела, о котором мы уже говорили. И наши технологии помогут им обойти этот предел или хотя бы минимизировать помехи.
Более того, мы уже решили одну из подобных задач, используя тот же подход с "отрицательной массой", усовершенствовав квантовые датчики магнитных полей. Такие приборы могут найти вполне конкретное биомедицинское применение — их можно использовать для наблюдений за работой сердца и мозга, оценивая шансы заполучить инфаркт и другие проблемы. Чем-то похожим занимаются мои коллеги из РКЦ. Сейчас мы вместе обсуждаем то, чего нам удалось достичь, пытаемся объединить наши подходы и получить что-то более интересное.
Источник
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - ...
Последние аномальные новости

Автомобиль охотников за приведениями приехал в Москву

Акулу-монстра обнаружили в Тихом океане

Гигантский НЛО пролетел над Нью-Йорком

Загадочное явление в небе Флориды

Заговор тайного правительства. Начинается общенациональный тюремный бунт

Заговоренные клады Стеньки Разина

Инопланетянин заглянул на огонек

Инопланетянина сняли на обочине дороги в Техасе

Квадратное облако над Вирджинией

Кто был похоронен в черном саркофаге

Люди, чувствующие фантомные запахи

Магнитные аномалии в Пума Пунку

На школьника упала овца в Северной Ирландии

Начинается большая космическая война

Невидимка предупредил мужчину о внезапном аресте

Нибиру - инструмент для зомбирования человечества

НЛО завис над Новокузнецком

НЛО несколько километров тащил поезд

Оптическая иллюзия поразила пользователей

Почему тени притягиваются

Рассчитали свойства планеты, сделанной из голубики

Русалку заметили в Пуэрто-Рико

Сверхъестественная активность в доме

Серебристый НЛО замечен в лесах Румынии

Тайна черного камня Каабы

Тибетские поверья и суеверия, касающиеся детей и их рождения

Треть суперземель покрыты водой

Флот инопланетян пролетел над Токио

Что делает каждый знак Зодиака неотразимым

Что-то необычное начинает происходить с корой нашей планеты

Играйте в автоматы на деньги

Армия водяных вирусов угрожает планете

В больнице Аризоны одновременно забеременели 16 медсестер

Высшие менеджеры полярных проектов бегут из Антарктиды

Добрый призрак спас гонщика при аварии

Известные люди, которые верят в инопланетян

Инопланетяне ждут первого шага от землян

Казахстанский Стоунхендж привлекает тысячи туристов

Каменные грибы озадачили крымчан

Метеорит взорвался над Алабамой

Молния сбила НЛО над Калифорнией

На Марсе нашли персонажа американского шоу Маппеты

Некоторые инопланетные цивилизации временно пребывают в спячке

Необычная красно-белая субстанция в Шотландии

Нибиру не столкнулась с Землей из-за усилий НАСА

НЛО во время грозы около Индианаполиса

НЛО возле Красной Луны

НЛО над Северной Каролиной оказалось дирижаблем

НЛО парил над Лондоном

НЛО пытался приземлиться в Нидерландах

НЛО шпионил за оленями в штате Миссисипи

Обломок НЛО найден на Марсе

Охотников за привидениями заметили в Брянске

Падающий НЛО над Кировом

Почему не надо бояться конца Вселенной

Приступили к активному поиску инопланетян

Расписание Концов света

Серые кардиналы мешают землянам установить контроль над Вселенной

Странную рыбу поймал на Кашагане

Тунгусский феномен имеет геологическое происхождение

Чупакабра замечена в Риге

Водные миры оказались не такими уж редкими

За конспирологию начали убивать

Загадочные атмосферные явления снял астроном-любитель

Инопланетяне следят за бывшим директором ЦРУ

Какая порция углеводов способствует долголетию

Кем был Джек-потрошитель

Кольцеобразный НЛО над Бразилией

Кто создал Вселенную. Случай или сверхъестественные силы

Легенды о снежном человеке

Надвигается нечто очень зловещее

Найден предполагаемый космодром кыштымского карлика

Несколько НЛО пролетели над Ростовом

НЛО в небе над Нововеличковской

НЛО исчез прямо на его глазах очевидца

Новый рекорд по сборке кубиков Рубика под водой

Почему байки об йети никогда не исчезнут

Сатанисты привезли идола Бафомета законодателям Арканзаса

Странные формы жизни нашли в химиотрассах

Тюрьма с привидениями выставлена на продажу

Чупакабра террорезирует жителей деревни Деревная

Врата Рая открылись над Китаем

Выявлены продлевающие жизнь препараты

Инопланетян допрашивали и пытали в тайных тюрьмах

Казахстанская Ванга Вера Лион

Как мало мы еще знаем о нашем мозге

Когда в России станет возможным редактирование генов

Маг-целитель Максим Никитин

Медиум Виталий Рожков

Минипиг вырос в огромную свинью

Мужчины и женщины видят мир по-разному

Обломки упавшего НЛО нашли под Саратовом

Обнаружены признаки существования иной Вселенной

Призрак позвонил в 911 штата Колорадо

Рассказы тех, кто вернулся с того света

Таинственная незнакомка вручила японцу миллион

Тайные послания на этикетках от одежды

Три зеленых НЛО пролетели над озером в Канаде

Турист заблудился в лесу и шесть дней питался пчелами

Эзотерик Самир Али

Ясновидящая Байба Тарахнова

Посетите он-лайн казино Вулкан

Надежное интернет-казино Вулкан

Мир развлечений и азарта стал доступен каждому

Каждому игроку хотелось бы найти идеальное казино

Где обитает самый известный призрак Кубани

Гигантский треугольный НЛО на Луне

Дети подвержены влиянию со стороны роботов

Дети-индиго рождают все чаще

Женщина 28 лет жила с линзой в глазу

Как США искали Гитлера в Антарктиде

Космические войска США скопировали советскую разработку

Летающая тарелка на автомагистрали рассмешила водителей

Мальчик-индиго предсказал приземление НЛО в Австралии

Мать успокаивала ребенка сигаретами

Мужчина съел 87 гвоздей после ссоры с девушкой

Найден способ предсказать продолжительность жизни

Найдены корни легенды об Атлантиде

Наше будущее. Расплавленные города

Открыли экзопланету с железными облаками

Отсрочить смерть можно, загрузив сознание человека в компьютер

Охранник столкнулся с чупакаброй в Аргентине

Продолжаются поиски НЛО потерпевшего крушение у Кыштыма

Пульсирующий НЛО завис над Мехико

Разоблачение терактов 11 сентября 2001

Робота научили копировать мимику человека

Россия выступила против запрета роботов-убийц

Самые полезные овощи для продления жизни

Серьезных различий между экзопланетами и Землей нет

Средневековый монах предсказал когда взорвется Йеллоустоун

Таинственный русский спутник напугал США

Толстый веган перешел на мясо и похудел

Уфологи заподозрили НАСА в подготовке к сражению с Нибиру

Человечество может случайно объявить войну инопланетянам

Эксперт оценил шансы падения Нибиру на Землю

Игровые автоматы в казино Делюкс

Азартный отдых с игровыми слотами 777

Каждый игрок хотел бы стать обладателем джек-пота в казино Вулкан

Казино Вулкан в сети

Высотные течения атмосфер экзопланет скрывают жизнь

Где могла находиться мифическая Атлантида

Жуткие легенды вокруг заброшенного Адского города

Загадочный Бледный ползун

Загадочный кокон в квартире американца

Земля стала в два раза больше со времен динозавров

Камень, который спас жизнь мужчине, продается за 10 млн рублей

Кракен с сотнями щупалец выпущен на волю

Морское чудовище выбросило на берег Камчатки

Мужчина стал похож на ребенка из-за редкой болезни

НЛО взорвался над Турцией

Огромные ноги оставили мужчину без работы

Понять язык инопланетян помогут дети

Призрачную фигуру сняла камера наблюдения

Секретные исследования экзотических НЛО

Среди нас живут тысячи инопланетян

Три НЛО создают пыльную бурю на Луне

Ужасы спиритической доски Уиджа

Ученые пришли к выводу, что мы живем в матрице

Экзопланета Кеплер 452b стала самым вероятным кандидатом на наличие жизни

Время течет назад во время гамма-вспышек

Вулканы - базы инопланетян

Дальнодействующий нейтронный луч получили в США

Журналист разоблачил мифы о кругах на филиппинских полях

Загадочная сущность над Тайванем

Загадочное место с мегалитом в воркутинской тундре

Золотой секрет аргонавтов

Инопланетян планируют привлечь музыкой

Инопланетяне устроят Апокалипсис на Земле

Истории похищенных инопланетянами людей

Космическая череп-скала возвращается

На поиски Гипербореи отправилась экспедиция

Найден способ предсказать смерть

Начинается чистка человечества

Нибиру и Землю населяют гуманоиды

НЛО пытался спрятаться за облаками

Обнаружен природный антигравитационный двигатель

Политологи объявили войну конспирологам

Привидение на фоне Тинтернского аббатства

Призрак женщины в черной кожаной тужурке

Призрак молодой танцовщицы Варвары

Призрак несчастного старика в длинном пальто

Призрак пересёк дорогу сквозь ряд движущихся машин

Призраки дома правительства на Берсеневской набережной

Пришельцы живут среди людей и сотрудничают с военными

Семейные тайны Христа

Соя проросла в спине живой крысы

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика