Ученые провели эксперимент, который ставит под сомнение привычные представления о квантовой физике, показывая, насколько она «странная». Они создали фотоны, состояние которых можно описать 37 параметрами, чтобы проверить экстремальную версию квантового парадокса.
Исследователи из Датского технического университета изучили состояние Гринбергера–Хорна–Цайлингера (ГХЦ), которое доказывает, что квантовые частицы могут оставаться связанными на огромных расстояниях. Они создали фотоны, существующие в 37 измерениях одновременно, чтобы проверить границы квантовой запутанности.
В классической физике частицы могут влиять друг на друга только при непосредственном контакте. Однако в квантовой механике действует так называемое «жуткое действие на расстоянии», которое нарушает этот принцип. Математические расчеты показали, что запрет на такое взаимодействие приводит к логическим противоречиям. Поэтому ученые предполагают, что запутанность частиц действительно выходит за пределы привычных представлений.
Чтобы усилить эффект, исследователи создали многомерную версию состояния ГХЦ. Они преобразовали его в серию импульсов света с высокой когерентностью — равномерностью по длине волны и цвету. Это позволило контролировать эксперимент и фиксировать неклассические эффекты.
«Наш эксперимент показывает, что квантовая физика сложнее, чем мы думали. Возможно, даже через сто лет мы будем понимать ее лишь частично», — отметил Чжэнхао Лю, ведущий автор исследования.
По словам профессора Отфрида Гюне из Зигенского университета, результаты важны не только для изучения квантовых эффектов, но и для развития квантовых вычислений. Следующие исследования будут посвящены ускорению вычислений за счет кодирования информации в сложных квантовых состояниях, подобных тем, что были получены в этом эксперименте.
Эксперимент описан в журнале Science Advances.
