Kvantové zapletení bylo nyní pozorováno přímo v makroskopickém měřítku: ScienceAlert

Kvantové provázání je spojení dvou částic nebo objektů dohromady, i když mohou být daleko od sebe – vlastnosti každého spolu souvisí způsobem, který není podle pravidel klasické fyziky možný.

Je to zvláštní jev, který Einstein popsal jako „práce na dálku děsivá“, ale je to právě jeho výstřednost, která je pro vědce tak fascinující Studie 2021Kvantová spleť Jsou pozorovány a zaznamenávány přímo v makroskopickém měřítku – v měřítku mnohem větším než subatomární částice normálně spojené se zapletením.

Uvedené rozměry jsou z našeho pohledu stále poměrně malé – experimenty zahrnovaly dva hliníkové sudy malé jako pětina šířky lidského vlasu – ale ve světě kvantové fyziky jsou docela masivní.

„Pokud analyzujete údaje o poloze a hybnosti dvou bubnů nezávisle, každý z nich vypadá žhavě,“ Fyzik Jean Théophile řekl:z Národního institutu pro standardy a technologie (NIST) v USA, v loňském roce.

Ale když se na ně podíváme společně, vidíme, že to, co vypadá jako náhodný pohyb jednoho bubnu, úzce souvisí s druhým, způsobem, kterého lze dosáhnout pouze Kvantové zapletení. „

I když se nedá říci, že kvantové zapletení nemůže nastat u makroskopických objektů, dříve se mělo za to, že efekty nebyly patrné ve větších měřítcích – nebo možná, že makroskopické měřítko se řídí jiným souborem pravidel.

Nedávný výzkum ukazuje, že tomu tak není. Ve skutečnosti i zde platí stejná kvantitativní pravidla a jsou také vidět. Výzkumníci rozvibrovali membrány malého válce pomocí mikrovlnných fotonů a udržovali je v synchronizaci, pokud jde o jejich polohu a rychlosti.

Aby se zabránilo vnějšímu rušení, což je běžný problém kvantových pouzder, byly bubny chlazeny, propojeny a měřeny v oddělených fázích, když byly uvnitř chlazené nádoby. Stavy sudů jsou pak zakódovány do reflexního mikrovlnného pole, které funguje podobně jako radar.

Předchozí studie také uváděly makroskopické kvantové zapletení, ale dokument z roku 2021 jde ještě dále: všechna potřebná měření byla spíše zaznamenána než odvozena a zapletení bylo generováno deterministickým, nenáhodným způsobem.

v Řada propojených, ale oddělených zážitkůvýzkumníci pracující také s makroskopickými bubny (nebo oscilátory) v případě kvantového zapletení ukázali, jak lze současně měřit polohu a hybnost dvou bubnů.

„V naší práci bubnové hlavy ukazují kolektivní kvantový pohyb,“ Fyzik Laure Mercier de Lipinay řekl:z Aalto University ve Finsku. „Bane vibrují v protilehlé fázi, takže když je jeden v konečné poloze vibračního cyklu, druhý je současně v opačné poloze.“

„V tomto případě je kvantová nejistota pohybu bubnů zrušena, pokud jsou dva bubny považovány za jedinou kvantově mechanickou entitu.“

Hlavní zprávou je to, že jde kolem Heisenbergův princip nejistoty Myšlenka, že polohu a hybnost nelze dokonale změřit současně. Princip říká, že záznam jakéhokoli měření bude interferovat s druhým prostřednictvím procesu zvaného Kvantová zpětná akce.

Kromě podpory druhé studie při demonstraci makroskopického kvantového zapletení tento konkrétní výzkum využívá toto zapletení, aby se vyhnul působení kvantového pozadí – v podstatě zkoumá hranici mezi klasickou fyzikou (kde platí princip neurčitosti) a kvantovou fyzikou (kde se to nyní nezdá být).

Jedna potenciální budoucí aplikace těchto dvou sad výsledků je v kvantových sítích – schopnost manipulovat a proplétat objekty v mikroskopickém měřítku, aby mohly napájet komunikační sítě nové generace.

Fyzici Hoi-Kwan Lau a Aashish Clerk, kteří nebyli zapojeni do studií, napsali v V komentáři k tehdy zveřejněnému výzkumu.

Ne První a za druhé Studie byla zveřejněna v vědy.

Verze tohoto článku byla poprvé publikována v květnu 2021.