Kvantové zapletenie je jedným z hlavných princípov kvantová fyzika, hoci je tiež veľmi nepochopený. Stručne povedané, kvantové zapletenie znamená, že viac častíc je spojených dohromady takým spôsobom, že meranie kvantového stavu jednej častice určuje možné kvantové stavy druhej častice. Toto spojenie nezávisí od umiestnenia častíc v priestore. Aj keď oddelíte zamotané častice miliardami kilometrov, zmena jednej častice spôsobí zmenu druhej. Aj keď sa zdá, že kvantové zapletenie okamžite prenáša informácie, v skutočnosti to neporušuje klasickú rýchlosť svetla, pretože v priestore neexistuje „pohyb“.
Príklad klasického kvantového zapletenia
Klasický príklad kvantového zapletenia sa nazýva Paradox EPR. V zjednodušenej verzii tohto prípadu zvážte časticu s kvantovou rotáciou 0, ktorá sa rozpadne na dve nové častice, časticu A a časticu B. Častice A a častice B smerujú opačným smerom. Pôvodná častica však mala kvantovú rotáciu 0. Každá z nových častíc má kvantovú rotáciu 1/2, ale pretože musia pridať až 0, jedna je +1/2 a druhá je -1/2.
Tento vzťah znamená, že tieto dve častice sú zamotané. Keď zmeráte roztočenie častice A, toto meranie má vplyv na možné výsledky, ktoré by ste mohli získať pri meraní roztočenia častice B. A to nie je len zaujímavá teoretická predpoveď, ale bola experimentálne overená pomocou testov Bellova veta.
Jednou dôležitou vecou, ktorú treba mať na pamäti, je, že v kvantovej fyzike pôvodná neistota o kvantovom stave častice nie je len nedostatok vedomostí. Základnou vlastnosťou kvantovej teórie je to, že pred aktom merania je častica skutočne nemá určitý stav, ale je v superpozícii všetkých možných stavov. Toto je najlepšie modelované klasickým experimentom s kvantovou fyzikou, Schroedingerova mačka, kde kvantový mechanický prístup vedie k nesledovanej mačke, ktorá je súčasne nažive aj mŕtvych.
Vlnová funkcia vesmíru
Jedným zo spôsobov interpretácie vecí je považovať celý vesmír za jednu jedinú vlnovú funkciu. V tomto znázornení by táto „vlnová funkcia vesmíru“ obsahovala pojem, ktorý definuje kvantový stav každej častice. Je to tento prístup, ktorý necháva otvorené dvere pre tvrdenia, že „všetko je spojené“, ktoré sa často zmanipuluje (úmyselne alebo čestným zmätkom), aby skončilo vecami ako chyby vo fyzike v Tajomstvo.
Aj keď táto interpretácia znamená, že kvantový stav každej častice vo vesmíre ovplyvňuje vlnovú funkciu každej inej častice, robí tak iba matematickým spôsobom. V skutočnosti neexistuje žiadny experiment, ktorý by mohol - dokonca v zásade - objaviť účinok na jednom mieste, ktorý sa prejaví na inom mieste.
Praktické aplikácie kvantového zapletenia
Hoci sa kvantové zapletenie javí ako bizarná sci-fi, existuje už praktické uplatnenie tohto konceptu. Používa sa na komunikáciu v kozmickom priestore a kryptografiu. Napríklad prieskum NASA Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer (LADEE) demonštroval, ako kvantové zapletenie by sa mohlo použiť na nahrávanie a sťahovanie informácií medzi kozmickou loďou a pozemnou dopravou prijímač.
Upravil Anne Marie Helmenstine, Ph. D.