Z nieoznaczonością można sobie poradzić?
W Nature Physics ukazał się artykuł, którego autorzy dowodzą, iż za pomocą odpowiedniego splątania cząstek w układzie pamięci możemy poradzić sobie z zasadą nieoznaczoności Heisenberga.
Zasada ta ogranicza naszą możliwość poznania świata na poziomie kwantowym. Heisenberg stwierdził bowiem, że nie możemy jednocześnie zmierzyć położenia i pędu cząstki, gdyż mierząc jedną, zmieniamy drugą. Bardziej przystępnie wyjaśnił to Paul Dirac, który stwierdził, że jedynym sposobem na zmierzenie położenia cząstki jest odbicie od niej fotonu i sprawdzenie, w którym miejscu detektora foton wyląduje. Uzyskamy w ten sposób informacje o położeniu, jednak sam fakt odbicia od niej fotonu spowoduje, że zmienimy jej pęd.
Z tego też powodu dotychczas naukowcy sądzili, że poznanie z wystarczającą dokładnością obu zmiennych jest niemożliwe.
Teraz jednak grupa uczonych doszła do wniosku, że wykorzystując kwantowe splątanie można uzyskać dokładne informacje o jednej z nich. Pomiar nie będzie co prawda idealnie precyzyjny, jednak uda się dzięki niemu pokonać granicę wyznaczaną przez zasadę nieoznaczoności.
W teoretycznej pracy uczeni twierdzą, że należy maksymalnie splątać cząstkę z kwantową pamięcią. Splątanie takie musi objąć wszystkie stany i stopnie swobody cząstki. Po splątaniu i rozdzieleniu obserwator jest w stanie określić zmienną jednej z cząstek i poinformować zarządzającego pamięcią kwantową, która zmienna została zmierzona. Dane o drugiej zmiennej można uzyskać z układu pamięci, z którym cząstka była splątana.
Artykuł autorstwa naukowców z ETH Zurich, Uniwersytetu Ludwiga Maksymiliana z Monachium, Instytutu Fizyki Teoretycznej w kanadyjskim Waterloo i Uniwersytetu Technicznego z Darmstadt jest rozważaniem czysto teoretycznym, w którym do obliczeń wykorzystano m.in. system Hilberta i entropię. Nie zbudowano jeszcze urządzenia, które pozwoliłoby dowieść prawdziwości ich stwierdzeń. Mimo to samo stworzenie teoretycznej podbudowy pod sposób na poradzenie sobie z ograniczeniami nakładanymi przez nieoznaczoność jest bardzo ważnym wydarzeniem. Jeśli uczeni mają rację, to fizykę kwantową czekają w przyszłości poważne zmiany.
Sami autorzy wspomnianej na początku pracy mają zamiar wykorzystać swoje obliczenia do dalszego badania zjawiska splątania kwantowego.
Komentarze (3)
sig, 4 sierpnia 2010, 13:39
Czyżby krok bliżej do "star trekowych" teleportów?
Jajcenty, 4 sierpnia 2010, 13:50
Jeśli to się uda, to napęd nieprawdopodobieństwa znany z Autostopem przez Galaktykę jest w zasięgu ręki. W zasadzie wystarczy, że określę dokładnie (dp=0) swój pęd i już będę mógł być gdziekolwiek.
Przy okazji: wyjaśnienie Diraca powinno być zakazane. We wzorze nie ma słowa o energii kwantu oświetlającego.
Przemek Kobel, 4 sierpnia 2010, 14:09
Myślę, że gwoździem programu jest tutaj ta pamięć kwantowa. Bez niej będzie to co teraz, czyli w najlepszym wypadku tzw. teleportacja kwantowa.
Pytanie tylko, czy taką pamięć uda się zbudować - podejrzewam, że Natura szykuje naukowcom kilka psikusów, bo zasada nieoznaczoności wynika z właściwości Wszechświata (tak jak np. niemożność zbudowania perpetuum mobile).