Физики заставили фотоны влиять на прошлое

Физики из Венского университета впервые реализовали на практике парадокс, описанный Ашером Пересом. Суть парадокса заключается в том, что на состояния запутанных частиц "влияют" решения из будущего. Статья ученых появилась в журнале Nature Physics, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

Квантовые состояния частиц в отличие от их классических аналогов имеют вероятностную природу. Это означает, что, если у такой частицы было два классических состояния, то ее квантовое состояние может быть суперпозицией двух. То есть, при измерении с некоторой вероятностью p будет получаться одно состояние и с вероятностью 1-p - другое. Запутанными называются частицы, у которых состояния находятся в суперпозиции. Это означает, что измерение состояния одной, однозначно определяет состояние второй частицы.

Суть эксперимента, который был реализован в новой работе, заключается в следующем. Сначала берутся две пары запутанных фотонов и делятся между тремя участниками эксперимента - Виктором, Бобом и Алисой. Виктор оставляет себе по одному фотону из каждой пары, а остальные рассылает Бобу и Алисе. После этого последние выполняют измерения состояний фотонов, лишая их, в некотором смысле, квантовых свойств. Участники эксперимента даже, при желании, могут потом избавиться от этих частиц.

Вместе с тем, какой тип корреляции (взаимосвязи) между фотонами - классический или квантовый, то есть запутанный, - можно определить только после того, как Виктор решит, что ему делать с его фотонами. Он может их измерить по отдельности, а может запутать. Таким образом, по словам ученых, в некотором смысле квантовая механика способна "имитировать воздействие из будущего". Сам Перес пояснял этот парадокс тем, что, пока Виктор не выполнил измерение, фотонам Боба и Алисы просто нельзя присвоить корректно определенные квантовые состояния.

Природа квантовомеханических объектов позволяет физикам проделывать множество необычных вещей. Например, существует понятие квантовой телепортации. Под этим термином подразумевается передача квантового, то есть "неопределенного" состояния объекта. Для осуществления этого процесса требуется классический канал связи, поэтому телепортация происходит, вообще говоря, не "моментально".