Николя Жизан: Квантовая случайность. Нелокальность, телепортация и другие квантовые чудеса

M. A. Rowe, et al.: Experimental violation of Bell’s inequalities with efficient detection , 149, 791–794 (2001); D. N. Matsukevich, et al.: Bell inequality violation with two remote atomic qubits , Phys. Rev. Lett. 100, 150404 (2008). Недавно также проведены эксперименты с фотонами: M. Giustina, A. Mech, S. Ramelow, B. Wittmann, J. Kofler, J. Beyer, A. Lita, B. Calkins, T. Gerrits, S. W. Nam, R. Ursin, A. Zeilinger: Bell violation using entangled photons without the fair-sampling assumption , Nature 497, 227 (2013); B. G. Christensen, K. T. McCusker, J. B. Altepeter, B. Calkins, T. Gerrits, A. E. Lita, A. Miller, L. K. Shalm, Y. Zhang, S. W. Nam, N. Brunner, C. C. W. Lim, N. Gisin, P. G. Kwiat: Detection-loophole-free test of quantum nonlocality, and applications , Phys. Rev. Lett. 111, 130406 (2013).

Те, кого беспокоит теория относительности, могут найти полезным следующий довод: если световой сигнал не может связать два события в одной инерциальной системе отсчета, то он не сможет сделать это и ни в какой иной системе отсчета, а потому данная концепция от системы отсчета не зависит.

Aspect A., Dalibard J., Roger G.: Experimental test of Bell’s inequalities using time-varying analyzers , Phys. Rev. Lett. 49, 91–94 (1982).

Weihs G. Jenneswein T., Simon C., Weinfurter H., Zeilinger A.: Violation of Bell’s inequality under strict Einstein locality conditions , Phys. Rev. Lett. 81, 5039 (1998).

Tittel W., Brendel J., Zbinden H., Gisin N.: Violation of Bell inequalities by photons more than 10 km apart, art. cit.; TittelW., Brendel J., Gisin N., Zbinden H.: Long-distance Bell-type tests using energy-time entangled photons , Phys. Rev. A 59, 4150 (1999).

Gisin N., Zbinden H.: Bell inequality and the locality loophole. Active versus passive switches , Phys. Lett. A 264, 103–107 (1999).

P.C.W.Davies, J.R. Brown (Eds): The Ghost in the Atom, Cambridge University Press (1986), pp. 48–50.

Lineweaver C., et al.: The dipole observed in the COBE DMR 4 year data , Astrophys. J. 38, 470 (1996), http://pdg.lbl.gov.

Salart Subils D., Baas A., Branciard C., Gisin N., Zbinden H.: Testing the speed of ‘‘spooky action at a distance’’, Nature 454, 861–864 (2008).

Cocciaro B., Faetti S., Fronzoni L.: A lower bound for the velocity of quantum communications in the preferred frame , Phys. Lett. A 375, 379–384 (2011).

Bohm D.: A suggested interpretation of the quantum theory in terms of ‘hidden’ variables, Phys. Rev. 85, 2 (1952).

Чтобы избежать коммуникации без передачи, модель Бома предполагает, что определенные переменные всегда остаются недоступными нам. Но переменные, недоступные нам всегда в силу своей природы, не являются физическими. Интересно отметить, что сам Бом писал: «Вполне возможно, что эти квантовые нелокальные связи могут распространяться не на бесконечной скорости, но на скорости много большей, чем скорость света. В этом случае мы можем ожидать наблюдаемых отклонений от предсказаний современной квантовой теории (например, в расширенном варианте эксперимента Аспе)». См.: D. Bohm and B.J. Hiley, The Undivided Universe , Routledge, London and NY 1993 (с. 347 в дешевом издании).

Scarani V., Gisin N.: Superluminal hidden communication as the underlying mechanism for quantum correlations. Constraining models , Brazilian Journal of Physics 35, 328–332 (2005); Bancal J.D., Pironio S., Acin A., Liang Y.C., Scarani V., Gisin N.: Quantum nonlocality based on finite-speed causal influences leads to superluminal signaling , Nature Physics 8, 867 (2012).

Suarez A., Scarani V.: Does entanglement depend on the timing of the impacts at the beam-splitters? Phys. Lett. A 232, 9 (1997).

Этот эксперимент был профинансирован Психофизическим фондом Марселя и Моник Одье. Марсель, хотя и имеет степень по физике и является доктором математики, одновременно представляет уже пятое поколение в частном банке своей семьи.

Stefanov A., Zbinden H., Gisin N., Suarez A.: Quantum correlation with moving beamsplitters in relativistic configuration , Pramana (Journal of Physics) 53, 1–8 (1999); Gisin N., Scarani V., Tittel W., Zbinden H.: Quantum nonlocality: From EPR-Bell tests towards experiments with moving observers , Annalen der Physik 9, 831–842 (2000).

Когда Суарес узнал о нашем результате, он немедленно примчался в Женеву и увидел, что студент организовал эксперимент «с точностью до наоборот»: зеркала двигались навстречу друг другу, а не удалялись друг от друга! И ведь никто из нас этого не заметил – какой позор! Мы исправили схему и повторили эксперимент, но результат остался тем же.

Более того, такой серьезный заговор потребовал бы исключительно тонкой настройки, чтобы свободные на вид решения Алисы и Боба коррелировали как раз таким правильным способом, чтобы «выиграть» игру Белла.

Laplace, P.-S.: Essai philosophique sur les probabilités , Bachelier (1814).

Для некоторых физиков реализм подразумевает детерминизм. Однако мы видели, что нелокальность подразумевает нередуцируемую случайность. Поэтому нам придется найти какую-то концепцию реализма, которая уживается с истинной случайностью.

Интересно отметить в этом контексте, что первую публикацию по квантовой криптографии отвергли все физические журналы! По этой причине она появилась лишь в трудах научной конференции, состоявшейся в Индии. Для стороннего наблюдателя это может показаться весьма удивительным, но все физики с большим научным опытом знают, что особенно оригинальную идею опубликовать трудно. Автору приходится преодолевать барьер скептицизма в научном сообществе, который в норме служит необходимым фильтром для идей, которые несовместимы с надежно установленными фактами.