Professor Anton Zeilingeri juhitud füüsikute meeskond Viini Ülikoolist ja Viini Kvantteaduse ja -tehnoloogia keskusest näitasid esmakordselt eksperimendi käigus, et otsus, kas kaks osakest olid põimunud või eraldatavas kvantseisundis, võib olla tehtud isegi peale seda, kui neid osakesi on mõõdetud ning need ei pruugi enam eksisteeridagi. Teadustöö tulemused avaldatati ajakirjas Nature Physics.
Austria füüsiku Erwin Schrödingeri sõnul on põimumine kvantmehhanikale iseloomulik omadus. Lisaks selle üliolulisele rollile füüsika põhialustes on põimumine ka võtmetähtusega ressurss tulevastes kvantinfotehnoloogiates, näiteks kvant-krüptograafias ja kvant-arvutustehnikas. Põimunud osakesed näitavad korrelatsioone, mis on tugevamad ja keerukamad kui klassikalise füüsika seadustes lubatud. Kui kaks osakest on põimunud kvantseisundis, on neil täiuslikult defineeritud ühised omadused ning vähenenud individuaalsed omadused. See esineks näiteks kahe täringu puhul, millel pole suunda enne, kuni neid mõõdetakse. Mõõtmisel oleksid täringud aga kindlasti sama juhusliku küljega ülespoole. Kontrastina võimaldavad niinimetatud eraldatavad kvantseisundid klassikalist kirjeldust, kuna igal osakesel on ka oma hästidefineeritud omadused. Kaks täringut on eristatavas seisundis, sest neil mõlemal on oma hästidefineeritud orientatsioon. Võiks arvata, et vähemalt kvantseisundi loomus võiks olla reaalsuse objektiivne tõsiasi. Täringud on kas põimunud või mitte. Zeilingeri meeskond näitas nüüd katse kägus, et see ei ole alati tõsi, kirjutab Phys.org.
Abstraktne illustratsioon näitab, kuidas nelja valgusosakest saab toota ja manipuleerida viisil, et üks neist saab hiljem määrata, millises kvantseisundis kaks osakest on olnud. Pilt: Jon Heras, Equinox Graphics Ltd
Uurimustöö autorid viisid katseliselt läbi „Gedankenexperiment’i“ mida nimetatakse „põimumise vahetamine viivitatud valikuga“, mille formuleeris Asher Peres 2000. aastal. Selle käigus toodetakse kaks paari põimunud footoneid. Üks footon igast paarist saadetakse paarsuse juurde, mille nimi on Victor. Kahest alles jäänud footonist üks saadetakse Alice-nimelise paarsuse juurde ja teine paarsuse Bobi juurde. Victor võib nüüd valida kaht tüüpi mõõtmise vahel. Kui ta otsustab mõõta oma kaht footonit viisil, et neid sunnitakse põimunud olekusse, siis nii Alice’i kui ka Bobi footonpaar muutub põimituks. Kui Victor mõõdab aga oma osakesi eraldiseisvalt, muutub Alice’i ja Bobi footonnpaar eristuvas seisundis olevaks.
Kaasaegne kvantoptika tehnoloogia võimaldas meeskonnal viivitada Victori valiku ja mõõtmisega, lubades enne Alice’l ja Bobil mõõta oma footonpaari. „Avastasime, et seda, kas Alice’i ja Bobi footonid on põimunud ja näitavad kvantkorrelatsioone või need on eristatavad ja näitavad klassikalisi korrelatsioone, on võimalik otsustada peale nende mõõtmist,“ selgitas uurimustöö juhtiv autor Xiao-song Ma.
Albert Einsteini kuulsate sõnade kohaselt paistab kvant-põimumise mõju „kõhe tegevus vahemaa tagant“. Hiljutine eksperiment läks ühe märkimisväärse sammu võrra kaugemale. „Naiivses klassikalises maailmavaates võib kvantmehhaanika isegi jäljendada tulevikus sooritatud tegevuste mõju minevikusündmustele,“ väitis Anton Zeilinger.
Teadusartikkel: „Experimental delayed-choice entanglement swapping“
Leave a Reply