Квантовое перемещение — основы квантовой физики и гипотезы постоянства скорости света

Большинство людей думают, что “квантовое перемещение”, также известная как “перемещение фотонов”, имеет какое-то отношение к явлению мгновенной передачи вещей на произвольное расстояние с грубым нарушением принципов специальной теории относительности (двигаться быстрее скорости света запрещено). Поэтому возникают мысли типа: “Ага! Вот они уже фотон перемещает, а скоро и меня с женой закинут прямиком в Египет на пляж”.

Разумеется, это не так. Никто ничего в научно-фантастическом смысле не перемещает. Ничто никуда не передается волшебным образом быстрее скорости света. Вообще, предел скорости света абсолютно, ни при каких условиях не может быть нарушен, и даже думать об этом вообще не нужно.

Постоянство скорости света — это логическое следствие самых простых вещей, которые нас окружают, хотя чтобы понять это, требуется определенное погружение в тему.

Что такое квантовое перемещение?

Квантовое перемещение — это процесс передачи квантовых состояний из пункта А в пункт Б с помощью “классических” сообщений. Под классическим сообщением понимается любое сообщение, состоящее из битов информации. Сам процесс передачи осуществляется в лучшем случае со скоростью света путем радиоволн или кабелей, неважно. Зачем это нужно?

Пока что, собственно, незачем. Поэтому эти эксперименты — удел мозговитых физиков, которые развлекают сами себя. В дальнейшем (когда-нибудь) это может пригодится для создания кластеров квантовых компьютеров, распределенных в пространстве, если такие компьютеры кто-нибудь когда-нибудь сделает.

Как говорят в просторах интернета, если вы уже чувствуете сильную боль в нижней части спины, вам следует немедленно остановить чтение данной статьи и признать, что вы обычный нормальный человек.

Если же вы упорны настолько, что с удовольствием читаете подобные тексты, то вот вам в награду еще пару абзацев.

Что такое квантовое состояние?

Квантовое состояние — это то состояние, в котором находится объект до того, как его параметры были измерены наблюдателем. Измерением считается любое действие, которое сообщает вам, какими параметрами обладает объект.

Квантовое состояние является принципиально неопределенным и выражается как средняя величина от вероятностей обнаружить разные параметры. Например: “шарик с вероятностью 40% черный и 60% белый” это нормальное квантовое состояние. Если посмотреть, какого он цвета, то объект мгновенно и при этом случайным образом переходит в состояние 100% черный или 100% белый.

Чтобы попытаться построить квантовый компьютер, нужно как можно дольше поддерживать разные специальные маленькие объекты внутри процессора в квантовом состоянии. Это очень сложно.

Еще сложнее передать объект состоянии куда-то еще. Поэтому в 90-х годах умные люди загодя, т.е. задолго до реалистичной возможности создания квантового компьютера, придумали способ передавать квантовые состояния с помощью старой доброй азбуки.

Для этого нужно сначала подготовить много нужных объектов в специальных связанных квантовых состояниях и один раз, напрягшись, физически переместить половину из них их из пункта А в пункт Б и по пути не (только не смотри! только не смотри!).

Там они будут лежать и ждать своего часа. Тем временем в пункте А происходят всякие квантовые штуки и создаются всякие другие интересные квантовые состояния, после чего в пункт Б отправляется, будем говорить, проще, почта В этой волшебной интернет почте содержатся инструкции для людей в пункте Б, что именно им нужно сделать с заранее приготовленными квантовыми штуками, чтобы получить те новые квантовые состояния, которые уже получили люди в пункте А.

Исполнители в пункте Б выполняют инструкции и получают новые квантовые состояния, с которым дальше могут работать.

Если для вас все это звучит странно, абстрактно и совершенно непонятно — не отчаивайтесь. Вы не одиноки. Квантовое перемещение — развлечение для очень узкой прослойки гиков.

Но почему “перемещение”?

Мы не знаем, зачем они, черт побери, так это назвали. Скорее всего потому, что при передаче квантового состояния из п. А в п. Б то, изначальное, всегда разрушается, а новое появляется “как по волшебству”.

При этом, по правилам квантовой механики, частицы в одинаковом квантовом состоянии принципиально неразличимы, поэтому получается, что при получении почты конкретная частица как будто бы, ну что-то вроде перемещается из п. А в п. Б. Хотя на самом деле все это просто игра слов.

Тут вы все же можете задуматься: а можно ли мое состояние передать с помощью почты, и тогда я появлюсь-таки на Египетском пляже? К сожалению, нет. Вы слишком большой и теплый объект. Такие, по правилам квантовой механики, как бы “измеряют” сами себя. Так что извините. Даже черный шарик таким образом, если уж честно, передать не удастся.