 |
 |
Gecemiz.az |  |
 |
Kvant dolaşıqlığı elə bir hadisədir ki, qrupdakı hər bir hissəciyin kvant vəziyyəti , hətta hissəciklər böyük məsafə ilə ayrılsa belə, digərlərinin vəziyyətindən asılı olmayaraq təsvir edilə bilməz. Kvant dolaşıqlığı mövzusu klassik fizika ilə kvant fizikası arasındakı uyğunsuzluğun əsasını təşkil edir : dolaşıqlıq klassik mexanikada olmayan kvant mexanikasının əsas xüsusiyyətidir.[1]
Dolaşan hissəciklər üzərində aparılan mövqe , impuls , spin və qütbləşmə kimi fiziki xüsusiyyətlərin ölçülməsi bəzi hallarda mükəmməl korrelyasiya edilə bilər . Məsələn, bir cüt dolaşıq hissəcik yaranarsa, onların ümumi spininin sıfır olduğu bilinirsə və bir hissəciyin birinci oxda saat əqrəbi istiqamətində fırlanması aşkar edilərsə, o zaman eyni oxda ölçülən digər hissəciyin spininin saat əqrəbinin əksinə olduğu aşkar edilir. Bununla belə, bu davranış zahirən paradoksal təsirlərə səbəb olur : hissəciyin xassələrinin istənilən ölçülməsi həmin hissəciyin görünən və geri dönməz dalğa funksiyasının çökməsi ilə nəticələnir və ilkin kvant vəziyyətini dəyişir. Dolaşan hissəciklərlə belə ölçmələr bütövlükdə dolaşıq sistemə təsir göstərir.
Bu cür hadisələr 1935-ci ildə Albert Eynşteyn , Boris Podolski və Natan Rozen [1] tərəfindən və qısa müddət sonra Ervin Şrödinger tərəfindən [2] EPR paradoksu kimi tanınan şeyi təsvir edən bir neçə məqalənin mövzusu olmuşdur . Eynşteyn və başqaları bu cür davranışı qeyri-mümkün hesab edirdilər, çünki bu , yerli realizmin səbəblilik görüşünü pozur (Eynşteyn bunu “ məsafədə qorxulu hərəkət” adlandırır ) və buna görə də kvant mexanikasının qəbul edilmiş tərtibinin natamam olması lazım olduğunu iddia edirdi. https://en.wikipedia.org/wiki/?q=Mathematical_Proceedings_of_the_Cambridge_Philosophical_Society
Lakin sonradan, kvant mexanikasının əks-intuitiv proqnozları, Bell bərabərsizliyini statistik olaraq pozaraq, ayrı-ayrı yerlərdə dolaşmış hissəciklərin qütbləşməsi və ya spininin ölçüldüyü sınaqlarda təsdiqləndi. Bu müəyyən etdi ki, kvant dolaşıqlığından yaranan korrelyasiya yerli gizli dəyişənlər , yəni ayrı-ayrı hissəciklərin özlərində olan xüsusiyyətlər baxımından izah edilə bilməz . Bununla belə, dolaşıqlığın geniş şəkildə ayrılmış yerlərdə hadisələr arasında statistik korrelyasiya yarada bilməsinə baxmayaraq , işıqdan daha sürətli ünsiyyət üçün istifadə edilə bilməz.
Kvant dolaşıqlığı fotonlar , elektronlar , üst kvarklar , molekullar və hətta kiçik almazlarla eksperimental olaraq nümayiş etdirilmişdir . Rabitə və hesablamada kvant qarışmasının istifadəsi tədqiqat və inkişafın aktiv sahəsidir.
Ümumi məlumat: Kvant mexanikasının tarixi
Albert Einstein və Niels Bohr, indi Bor-Einstein debatları kimi tanınan kvant mexanikasının mənası haqqında uzun müddət davam edən kollegial mübahisə ilə məşğul oldular . Bu müzakirələr zamanı Eynşteyn foton yayan qutu haqqında düşüncə təcrübəsi təqdim etdi. O qeyd etdi ki, eksperimentatorun qutuda hansı ölçmə aparacağını seçməsi, foton çox uzaqda olsa belə, foton haqqında proqnozlaşdırıla bilənləri dəyişəcək. Eynşteynin 1931-ci ilə qədər irəli sürdüyü bu arqument sonradan dolaşıqlıq adlanacaq fenomenin erkən tanınması idi. Elə həmin il Hermann Veyl qrup nəzəriyyəsi və kvant mexanikası üzrə dərsliyində müşahidə etdi ki, çoxlu qarşılıqlı təsir edən parçalardan ibarət kvant sistemləri bir növ Gestalt nümayiş etdirir , burada "bütün onun hissələrinin cəmindən böyükdür". 1932-ci ildə Ervin Şrödinger kvant dolaşıqlığının müəyyənedici tənliklərini yazdı, lakin onları bir kənara qoydu, nəşr olunmadı. 1935-ci ildə Grete Hermann fotonla qarşılıqlı əlaqədə olan elektronun riyaziyyatını öyrəndi və dolaşıqlıq adlanacaq fenomeni qeyd etdi. Elə həmin ilin sonunda Eynşteyn, Boris Podolski və Natan Rozen indi Eynşteyn-Podolski-Rozen (EPR) paradoksu kimi tanınan şey haqqında bir məqalə dərc etdilər və bu, " dalğa funksiyaları ilə verilən fiziki reallığın kvant-mexaniki təsvirinin tam olmadığını" göstərməyə çalışan düşüncə təcrübəsi. Onların düşüncə təcrübəsi iki sistem qarşılıqlı idi, sonra ayrıldı və onlar göstərdilər ki, sonradan kvant mexanikası bu iki sistemi ayrı-ayrılıqda təsvir edə bilməz.
Bu sənədin ortaya çıxmasından qısa müddət sonra Ervin Şrödinger Eynşteynə alman dilində məktub yazdı və burada EPR ssenarisi kimi vəziyyətləri təsvir etmək üçün Verschränkung (özü də dolaşma kimi tərcümə olunur) sözündən istifadə etdi . Şrödinger dolaşıqlıq anlayışını müəyyən edən və müzakirə edən tam bir məqalə ilə davam etdi , dedi: "Mən [dolaşmanı] bir deyil , daha çox kvant mexanikasının xarakterik xüsusiyyəti adlandırardım ki, onun klassik düşüncə xəttindən bütün gedişini təmin edən xüsusiyyətdir . " Eynşteyn kimi, Şrödinger də dolaşıqlıq anlayışından narazı idi, çünki bu, nisbilik nəzəriyyəsində gizli olan məlumatların ötürülməsi sürət həddini pozmuş kimi görünürdü . Eynşteyn daha sonra dolaşıqlığın təsirlərini " spukhafte Fernwirkung " və ya " məsafədə qorxulu hərəkət " adlandırdı, bu da uzaq bir yerdə ölçmə nəticəsində bir yerdə əmlakın dəyərinin əldə edilməsini ifadə etdi.
1946-cı ildə Con Archibald Uiler elektron- pozitron annigilyasiyası nəticəsində yaranan qamma-şüaları foton cütlərinin qütbləşməsini öyrənməyi təklif etdi . Chien-Shiung Wu və I. Shaknov bu təcrübəni 1949-cu ildə həyata keçirdilər, bununla da EPR tərəfindən nəzərdən keçirilən dolaşıq hissəcik cütlərinin laboratoriyada yaradıla biləcəyini nümayiş etdirdilər.[2]
Schrödinger-in onun əhəmiyyəti barədə iddiasına baxmayaraq, məqaləsi dərc edildikdən sonra onilliklər ərzində dolaşıqlığa dair çox az iş nəşr olundu. 1964-cü ildə Con S. Bell yerli realizmə tabe olan istənilən nəzəriyyədə yarana bilən korrelyasiyaların gücü ilə bağlı Bellin bərabərsizliyində görünən yuxarı həddi nümayiş etdirdi və göstərdi ki, kvant nəzəriyyəsi müəyyən dolaşıq sistemlər üçün bu limitin pozulmasını proqnozlaşdırır. Onun bərabərsizliyi eksperimental olaraq sınaqdan keçirilə bilər və 1972-ci ildə Stüart Fridman və Con Klauzerin qabaqcıl işlərindən və 1982 ci ildə Alen Aspektin təcrübələrindən başlayaraq çoxsaylı təcrübələr olmuşdur .
Bell tələbələri çox ezoterik iş görməkdən fəal şəkildə çəkindirsə də, Oksforddakı çıxışından sonra Artur Ekert adlı bir tələbə Bell bərabərsizliyinin pozulmasının ünsiyyət üçün mənbə kimi istifadə oluna biləcəyini təklif etdi. Ekert bunun ardınca E91 adlı kvant açarı paylama protokolunu nəşr etdi.
1992-ci ildə qarışıqlıq konsepsiyası kvant teleportasiyasını təklif etmək üçün istifadə edildi , bu təsir 1997-ci ildə eksperimental olaraq həyata keçirildi.
1990-cı illərin ortalarından başlayaraq, Anton Zeilinger dolaşıqların dəyişdirilməsini inkişaf etdirmək və dolaşıq fotonlarla kvant kriptoqrafiyasını nümayiş etdirmək üçün parametrik aşağı çevrilmə yolu ilə dolaşıqlığın nəslindən istifadə etdi .[3]
2022-ci ildə Fizika üzrə Nobel Mükafatı Aspect, Clauser və Zeilinger-ə "dolaşan fotonlarla təcrübələrə, Bell bərabərsizliklərinin pozulmasını təyin etməyə və ilk kvant informasiya elminə görə" verildi.[2]
Enerji mexaniki əməliyyatları asanlaşdıran bir mənbə olduğu kimi , dolaşıqlıq da rabitə və hesablama ilə bağlı vəzifələrin yerinə yetirilməsini asanlaşdıran bir mənbədir. Dolaşıqlığın riyazi tərifini belə ifadə etmək olar ki, sistemin bütünü haqqında maksimal bilik həmin sistemin ayrı-ayrı hissələri haqqında maksimal bilik demək deyil. Əgər hissəciklər cütünü təsvir edən kvant vəziyyəti dolaşıqdırsa, o zaman cütün bir yarısı üzrə ölçmələrin nəticələri digəri üzərindəki ölçmələrin nəticələri ilə güclü şəkildə əlaqələndirilə bilər. Bununla belə, dolaşıqlıq klassik ehtimal nəzəriyyəsində və gündəlik həyatda başa düşülən “korrelyasiya” ilə eyni deyil. Bunun əvəzinə, dolaşıqlıq müvafiq təcrübədə faktiki korrelyasiya yaratmaq üçün istifadə edilə bilən potensial korrelyasiya kimi düşünülə bilər . Dolaşık kvant vəziyyətindən yaranan korrelyasiyalar ümumiyyətlə klassik ehtimalla təkrarlana bilməz.[4]
Dolaşmaya misal olaraq digər hissəciklərin dolaşmış cütlüyünə parçalanan subatomik hissəciyi göstərmək olar . Çürümə hadisələri müxtəlif qorunma qanunlarına tabe olur və nəticədə bir qız zərrəciyin ölçmə nəticələri digər qız zərrəciyinin ölçmə nəticələri ilə yüksək korrelyasiya olmalıdır (belə ki, ümumi moment, bucaq momenti, enerji və s. bu prosesdən əvvəl və sonra təxminən eyni qalsın). Məsələn, spin -sıfır hissəcik bir cüt spin-1/2 hissəciklərə parçalana bilər. Əgər orbital bucaq momentumu yoxdursa, bu tənəzzüldən sonra ümumi spin bucaq impulsu sıfır olmalıdır ( bucaq impulsunun qorunması ilə ). Birinci hissəciyin hansısa oxda yuxarı fırlanması ölçüldükdə , digərinin eyni oxda ölçüldükdə həmişə aşağı fırlandığı aşkar edilir . Bu spin antikorrelyasiya halı adlanır və cütün təkli vəziyyətdə olduğu deyilir . Bu kimi mükəmməl antikorrelyasiya hissəciklər içərisindəki “gizli dəyişənlər”lə izah oluna bilər. Məsələn, biz fərz edə bilərik ki, hissəciklər cüt-cüt yaradılıb ki, biri "yuxarı", digəri isə "aşağı" dəyərini daşıyır. Sonra, bir hissəcik üzərində spin ölçmənin nəticəsini bilməklə, digərinin əks qiymətə sahib olacağını təxmin edə bilərik. Bell bunu həmişə uyğun olmayan rənglərlə corab geyən həmkarı Bertlman haqqında hekayə ilə təsvir etdi. Bell yazır ki, "müəyyən bir gündə onun ayağının hansı rəngə sahib olacağı tamamilə gözlənilməzdir" dedi, lakin "birinci corabın çəhrayı olduğunu müşahidə etdikdən sonra ikinci corabın çəhrayı olmayacağına artıq əmin ola bilərsiniz". Kvant qarışmasının diqqətəlayiq xüsusiyyətlərini üzə çıxarmaq üçün müxtəlif oxlar boyunca spin ölçmələri kimi bir çox fərqli təcrübələrin nəzərdən keçirilməsi və bu müxtəlif konfiqurasiyalarda əldə edilən korrelyasiyaların müqayisəsi tələb olunur.[5]
Kvant sistemləri müxtəlif növ qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə qarışa bilər. Eksperimental məqsədlər üçün dolaşıqlığın əldə oluna biləcəyi bəzi üsullar üçün metodlar haqqında aşağıdakı bölməyə baxın . Dolaşan hissəciklər ətraf mühitlə qarşılıqlı təsir nəticəsində dekofer olduqda dolaşma pozulur ; məsələn, ölçmə aparıldıqda. Daha ətraflı desək, bu proses hissəciklərin ətraf mühitə qarışmasını əhatə edir, bunun nəticəsində hissəciklərin özlərini təsvir edən kvant vəziyyəti artıq dolaşıq olmur. Riyazi olaraq, dolaşıq sistem kvant vəziyyəti yerli tərkib hissələrinin hallarının məhsulu kimi faktorlaşdırıla bilməyən sistem kimi müəyyən edilə bilər; yəni ayrı-ayrı hissəciklər deyil, ayrılmaz bir bütövdürlər. Qarışıqlıq olduqda, bir tərkib hissəsi digərini (lər) nəzərə almadan tam təsvir edilə bilməz. Mürəkkəb sistemin vəziyyəti həmişə yerli tərkib hissələrinin dövlətlərinin məhsullarının cəmi və ya superpozisiya kimi ifadə olunur; əgər bu məbləği vahid məhsul termini kimi yazmaq mümkün deyilsə, dolaşıq olur.[6]
Yuxarıda təsvir edilən singlet vəziyyət EPR paradoksunun bir versiyası üçün əsasdır. David Bohm tərəfindən təqdim edilən bu variantda mənbə hissəciklər buraxır və onları əks istiqamətlərə göndərir. Hər bir cütü təsvir edən vəziyyət qarışıqdır. Kvant mexanikasına dair standart dərslik təqdimatında hissəciklərdən birində spin ölçmənin həyata keçirilməsi bütün cütün dalğa funksiyasının hər bir hissəciyin ölçmə oxu boyunca müəyyən spininə (yaxud yuxarıya və ya aşağıya) malik olduğu vəziyyətə çökməsinə səbəb olur. Nəticə təsadüfi olur, hər ehtimalın 50% ehtimalı var. Bununla belə, hər iki spin eyni ox boyunca ölçülürsə, onların antikorrelyasiya olduğu aşkar edilir. Bu o deməkdir ki, bir hissəcik üzərində edilən ölçmənin təsadüfi nəticəsi digərinə ötürülür ki, o da ölçüldükdə "düzgün seçim" edə bilsin.[7]
Ölçmələrin məsafəsi və vaxtı elə seçilə bilər ki, iki ölçmə arasındakı interval fəzaya bənzəsin , buna görə də hadisələri birləşdirən hər hansı səbəb-nəticə işıqdan daha sürətli getməli olacaq. Xüsusi nisbilik prinsiplərinə görə , hər hansı bir məlumatın iki belə ölçmə hadisəsi arasında hərəkət etməsi mümkün deyil. Ölçülərdən hansının birinci gəldiyini söyləmək belə mümkün deyil. İki boşluq kimi ayrılmış x 1 və x 2 hadisələri üçün x 1- in birinci, digərlərinin isə x 2-nin birinci olduğu ətalət çərçivələri mövcuddur . Buna görə də, iki ölçmə arasındakı korrelyasiya bir ölçünün digərini təyin etməsi ilə izah edilə bilməz: müxtəlif müşahidəçilər səbəb və nəticənin rolu ilə bağlı fikir ayrılığına düşəcəklər.
Paradoksun mümkün həlli, kvant nəzəriyyəsinin natamam olduğunu və ölçmələrin nəticəsinin əvvəlcədən müəyyən edilmiş " gizli dəyişənlərdən " asılı olduğunu güman etməkdir. Ölçülən hissəciklərin vəziyyətində bəzi gizli dəyişənlər var, onların dəyərləri birbaşa ayrılma anından spin ölçmələrinin nəticələrinin nə olacağını effektiv şəkildə müəyyən edir. Bu o demək olardı ki, hər bir hissəcik özü ilə lazım olan bütün məlumatları daşıyır və ölçmə zamanı bir hissəcikdən digərinə heç bir şey ötürülməsinə ehtiyac yoxdur. Eynşteyn və başqaları (əvvəlki bölməyə baxın) əvvəlcə bunun paradoksdan yeganə çıxış yolu olduğuna inanırdılar və qəbul edilmiş kvant mexaniki təsviri (təsadüfi ölçmə nəticəsi ilə) natamam olmalıdır.
Yerli gizli dəyişən nəzəriyyələri , müxtəlif oxlar boyunca dolaşıq hissəciklərin spininin ölçülməsi nəzərə alındıqda uğursuz olur. Əgər bu cür ölçmələrin çoxlu sayda cütləri aparılarsa (çox sayda dolaşmış hissəciklər üzrə), o zaman statistik olaraq, əgər yerli realist və ya gizli dəyişənlərə baxış düzgün olsaydı, nəticələr həmişə Bell bərabərsizliyini təmin edərdi . Bir sıra təcrübələr praktikada Bell bərabərsizliyinin təmin olunmadığını göstərdi. Üstəlik, hər bir ölçmənin (öz relativistik zaman çərçivəsində) digərindən əvvəl baş verdiyi hərəkətli relativistik istinad sistemlərində dolaşıq hissəciklərin ölçülməsi aparıldıqda , ölçmə nəticələri korrelyasiya olaraq qalır.[8]
Fərqli oxlar üzrə spinin ölçülməsi ilə bağlı əsas məsələ ondan ibarətdir ki, bu ölçmələr eyni vaxtda müəyyən dəyərlərə malik ola bilməz - onlar bir-birinə uyğun gəlmir , çünki bu ölçmələrin maksimum eyni vaxtda dəqiqliyi qeyri-müəyyənlik prinsipi ilə məhdudlaşdırılır . Bu, klassik fizikada tapılanlara ziddir, burada istənilən sayda xassə eyni vaxtda ixtiyari dəqiqliklə ölçülə bilər. Riyazi olaraq sübut edilmişdir ki, uyğun ölçmələr Bell bərabərsizliyini pozan korrelyasiyaları göstərə bilməz, və beləliklə, dolaşıqlıq prinsipcə qeyri-klassik bir hadisədir.[9]
Yuxarıda müzakirə edildiyi kimi, Bell bərabərsizliyini pozmaq üçün dolaşıqlıq lazımdır . Bununla belə, Bellin özünün 1964-cü ildəki məqaləsində qeyd etdiyi kimi , yalnız dolaşıqlığın mövcudluğu kifayət deyil Bunu, məsələn, hissəciklərin cütlərini təsvir edən vəziyyətlər ailəsi olan Verner dövlətləri nümayiş etdirir. Vernerin tam dəsti daxilində verilmiş Verner vəziyyətini müəyyən edən əsas parametrin müvafiq seçimləri üçün Verner dövlətləri dolaşıqlıq nümayiş etdirir. Bununla belə, Verner dövlətləri tərəfindən təsvir olunan cüt hissəciklər həmişə yerli gizli dəyişən modelini qəbul edirlər. Başqa sözlə, bu dövlətlər dolaşıq olmasına baxmayaraq, Bell bərabərsizliyinin pozulmasına güc verə bilməzlər. Bu, cüt hissəciklərdən daha böyük kolleksiyalara qədər ümumiləşdirilə bilər.[10]
Bell bərabərsizliklərinin pozulması çox vaxt kvant qeyri-yersizliyi adlanır . Bu termin mübahisəsiz deyil. Bəzən mübahisə edilir ki, qeyri-lokallıq terminindən istifadə Bell bərabərsizliklərinin pozulması fiziki, işıqdan daha sürətli siqnallarla izah edilməlidir ki, əsassız nəticə çıxarır. Başqa sözlə, yerli gizli dəyişən modellərin kvant mexanikasını təkrar istehsal edə bilməməsi kvant mexanikasının özündə əsl qeyri-yersizliyin əlaməti deyildir. Bu qeyd-şərtlərə baxmayaraq, qeyri-lokallıq termini geniş yayılmış konvensiyaya çevrilmişdir.[11]
Qeyri-yerlilik termini bəzən yerli gizli dəyişən modelin olmamasından başqa digər anlayışlara da tətbiq olunur, məsələn, dövlətlərin yerli ölçmələrlə fərqləndirilə biləcəyi kimi . Üstəlik, kvant sahə nəzəriyyəsinin tez-tez lokal olduğu deyilir, çünki kosmosa bənzər bir -birindən ayrılmış kosmos-zaman bölgələrində müəyyən edilmiş müşahidə olunanlar hərəkət etməlidir. Yerli və yerli olmayan bu digər istifadələr burada daha çox müzakirə edilmir.[12]
Aşağıdakı yarımbölmələrdə bra-ket notasiyası və kvant mexanikasının riyazi formalaşdırılması məqalələrində hazırlanmış formalizm və nəzəri çərçivədən istifadə olunur .[13]
Müvafiq Hilbert fəzaları H A və H B olan iki ixtiyari A və B kvant sistemini nəzərdən keçirək . Kompozit sistemin Hilbert fəzası tenzor məhsuludur.Əgər birinci sistem vəziyyətdədirsəvə ikinci dövlət, kompozit sistemin vəziyyətidir.Mürəkkəb sistemin bu formada təmsil oluna bilən vəziyyətləri ayrıla bilən vəziyyətlər və ya məhsul halları adlanır . Bununla belə, kompozit sistemin bütün halları ayrıla bilməz. Əsası düzəldin H A və əsas üçünH B üçün . H A ⊗ H B -də ən ümumi vəziyyət formadadır. Əgər vektorlar varsa, bu vəziyyət ayrıla bilərbelə kiməhsuldarvəHər hansı bir vektor üçün ayrılmazdırən azı bir cüt koordinat üçünbizdə varƏgər dövlət ayrılmazdırsa, ona “dolaşan dövlət” deyilir. [3][13]
Məsələn, iki əsas vektor verilmişdirH A və iki əsas vektorH B - də aşağıdakılar dolaşıq vəziyyətdir:Əgər kompozit sistem bu vəziyyətdədirsə, nə A sisteminə, nə də B sisteminə müəyyən bir təmiz vəziyyət aid etmək mümkün deyil . Bunu söyləməyin başqa bir yolu budur ki, bütün dövlətin fon Neumann entropiyası sıfır olduğu halda (hər hansı bir təmiz vəziyyətdə olduğu kimi), alt sistemlərin entropiyası sıfırdan böyükdür. Bu mənada sistemlər “qarışıqdır”. Yuxarıdakı misal dörd Bell vəziyyətindən biridir , bunlar (maksimum) dolaşıq təmiz vəziyyətlərdir ( H A ⊗ H B fəzasının təmiz halları, lakin hər H A və H B- nin saf hallarına ayrılmaq mümkün deyil ).[13]
İndi fərz edək ki, Alice A sistemi üçün , Bob isə B sistemi üçün müşahidəçidir . Əgər yuxarıda verilmiş qarışmış vəziyyətdə Alice ölçü götürürA- nın öz əsasına əsasən , bərabər ehtimalla baş verən iki mümkün nəticə var: Alice 0 nəticəsini əldə edə bilər və ya nəticəni 1 əldə edə bilər. Əgər o, 0 nəticəsini əldə edərsə, o, Bobun nəticəsinin 1 olacağını əminliklə proqnozlaşdıra bilər. iki kubit üzərində ölçmələr mükəmməl antikorrelyasiya olacaqdır. A və B sistemləri məkan baxımından ayrılsa belə, bu doğru olaraq qalır. Bu, EPR paradoksunun əsasını təşkil edir. Alisin ölçməsinin nəticəsi təsadüfi olur. Alice kompozit sistemin hansı vəziyyətə düşəcəyinə qərar verə bilmir və buna görə də onun sistemində hərəkət edərək Boba məlumat ötürə bilməz. Beləliklə, bu xüsusi sxemdə səbəb əlaqəsi qorunur. Ümumi arqument üçün rabitəsiz teoreminə baxın .[13]
Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, kvant sisteminin vəziyyəti Hilbert fəzasında vahid vektor tərəfindən verilir. Daha ümumi olaraq, sistem haqqında daha az məlumat varsa, o zaman onu "ansambl" adlandırır və onu müsbət-yarıməhdud matris olan sıxlıq matrisi və ya vəziyyət fəzası sonsuz ölçülü olduqda iz sinfi ilə təsvir edir və 1 izi var. Spektral teoremə görə , matris ümumi formanı alır. Burada w i müsbət qiymətli ehtimallardır (onlar 1-ə qədər cəmlənir), α i vektorları vahid vektorlardır, sonsuz ölçülü halda isə iz normasında belə halların bağlanmasını götürərdik. Biz ρ-ni buradakı ansamblı təmsil edən kimi şərh edə bilərikdövlətləri olan ansamblın nisbətidir. Qarışıq dövlət 1-ci dərəcəyə malik olduqda, o, “saf ansambl”ı təsvir edir. Kvant sisteminin vəziyyəti haqqında ümumi məlumatdan az olduqda, vəziyyəti təmsil etmək üçün sıxlıq matrislərinə ehtiyacımız var.[13]
Eksperimental olaraq, qarışıq ansambl aşağıdakı kimi həyata keçirilə bilər. Müşahidəçiyə elektronları tüpürən "qara qutu" aparatını nəzərdən keçirək . Elektronların Hilbert fəzaları eynidir . Aparat hamısı eyni vəziyyətdə olan elektronlar istehsal edə bilər; bu halda müşahidəçinin qəbul etdiyi elektronlar o zaman təmiz ansambl olur. Bununla belə, aparat müxtəlif dövlətlərdə elektron istehsal edə bilirdi. Məsələn, o, iki elektron populyasiyasını yarada bilər: biri müsbət z istiqamətində düzülmüş spinlərlə , digəri isə vəziyyət mənfi y istiqamətində düzülmüş spinlərlə . Ümumiyyətlə, bu qarışıq bir ansambldır, çünki hər biri fərqli vəziyyətə uyğun gələn istənilən sayda populyasiya ola bilər.[13]
Yuxarıdakı tərifdən sonra ikitərəfli kompozit sistem üçün qarışıq vəziyyətlər sadəcə H A ⊗ H B üzərində sıxlıq matrisləridir . Yəni onun ümumi forması var w i müsbət qiymətləndirilən ehtimallardır ,, vektorlar isə vahid vektorlardır. Bu, öz-özünə bitişik və müsbətdir və 1-ci izə malikdir. Ayrılmanın tərifini təmiz halda genişləndirərək deyirik ki, qarışıq vəziyyət burada w i müsbət qiymətləndirilən ehtimallar vəs vəs özləri müvafiq olaraq A və B alt sistemlərində qarışıq vəziyyətlərdir (sıxlıq operatorları) . Başqa sözlə, əgər korrelyasiya olunmamış dövlətlər və ya məhsul halları üzərində ehtimal paylanmasıdırsa, dövlət ayrıla bilər. Sıxlıq matrislərini təmiz ansamblların cəmi kimi yazaraq və genişləndirməklə, ümumiliyi itirmədən hesab edə bilərik ki,vəözləri təmiz ansambllardır. Bundan sonra dövlət ayrıla bilməzsə, onun qarışdığı deyilir. Ümumiyyətlə, qarışıq vəziyyətin dolaşıq olub-olmadığını tapmaq çətin hesab olunur. Ümumi ikitərəfli vəziyyətin NP-hard olduğu göstərilmişdir . 2 × 2 və 2 × 3 halları üçün ayrılmaq üçün zəruri və kifayət qədər meyar məşhur Müsbət Qismən Köçürmə (PPT) şərti ilə verilir.
Azaldılmış sıxlıq matrisi ideyası 1930-cu ildə Paul Dirak tərəfindən təqdim edilmişdir. Yuxarıdakı kimi A və B sistemlərinin hər birinin H A , H B Hilbert fəzasına malik olduğunu nəzərdən keçirək . Kompozit sistemin vəziyyəti dəyişir.[5]
Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, ümumiyyətlə A komponent sistemi ilə təmiz vəziyyəti əlaqələndirmək üçün heç bir yol yoxdur . Bununla belə, bir sıxlıq matrisini əlaqələndirmək hələ də mümkündür. Bu vəziyyətə proyeksiya operatorudur . A vəziyyəti B sisteminin əsasında ρ T- nin qismən izidir. Cəmi üzərində baş verirvəşəxsiyyət operatoru. ρ A bəzən A altsistemində ρ -nin azaldılmış sıxlıq matrisi adlanır . Danışıq dilində, biz A -da azaldılmış sıxlıq matrisini əldə etmək üçün B sistemini "izləyirik" və ya "izləyirik" . Məsələn, dolaşıq vəziyyət üçün A -nın azaldılmış sıxlıq matrisi yuxarıda müzakirə edilir. Bu, dolaşıq təmiz ansambl üçün azaldılmış sıxlıq matrisinin qarışıq ansambl olduğunu nümayiş etdirir. Bunun əksinə olaraq, təmiz məhsul vəziyyəti üçün A -nın sıxlıq matrisiyuxarıda müzakirə edilən proyeksiya operatorudur. Ümumiyyətlə, ikitərəfli təmiz vəziyyət ρ o zaman qarışır ki, onun azaldılmış halları saf deyil, qarışıq olsun.[5]
Kvant informasiya nəzəriyyəsində dolaşıq vəziyyətlər “resurs” hesab edilir, yəni istehsal etmək baha başa gələn və qiymətli transformasiyaları həyata keçirməyə imkan verən bir şeydir. Bu perspektivin ən bariz olduğu şərait "uzaq laboratoriyalar", yəni hər biri üzərində ixtiyari kvant əməliyyatları yerinə yetirilə bilən, lakin bir-biri ilə kvantla mexaniki əlaqədə olmayan "A" və "B" etiketli iki kvant sistemidir. İcazə verilən yeganə qarşılıqlı əlaqə klassik məlumat mübadiləsidir ki, bu da ən ümumi yerli kvant əməliyyatları ilə birləşərək LOCC (lokal əməliyyatlar və klassik rabitə) adlı əməliyyatlar sinfini yaradır. Bu əməliyyatlar A və B sistemləri arasında dolaşıq vəziyyətlərin yaranmasına imkan vermir. Lakin A və B dolaşıq vəziyyətlərin tədarükü ilə təmin edilirsə, o zaman bunlar LOCC əməliyyatları ilə birlikdə daha böyük transformasiya sinfinə imkan verə bilər.
Əgər Alice və Bob qarışıq bir vəziyyəti paylaşsalar, Alice telefon danışığı ilə Boba kvant vəziyyətini necə bərpa edəcəyini söyləyə bilər.onun laboratoriyasında var. Alisa üzərində birgə ölçmə aparırqarışmış dövlətin yarısı ilə birlikdə və nəticələri Boba deyir. Alice'nin nəticələrindən istifadə edərək, Bob onu bərabərləşdirmək üçün dolaşıq vəziyyətin yarısını işlədir. Alisanın ölçməsi onun laboratoriyasında sistemin kvant vəziyyətini mütləq sildiyi üçün vəziyyətkopyalanmır, lakin köçürülür: bu protokol vasitəsilə Bobun laboratoriyasına " teleportasiya edildiyi " deyilir .
Dolaşıq dəyişdirmə teleportasiya variantıdır ki, bu da heç vaxt qarşılıqlı əlaqədə olmayan iki tərəfə dolaşıq vəziyyəti paylaşmağa imkan verir. Mübadilə protokolu iki EPR mənbəyi ilə başlayır. Mənbələrdən biri dolanmış A və B hissəciklər cütünü, digəri isə C və D hissəciklərinin dolanmış ikinci cütünü yayır. B və C hissəcikləri Bell vəziyyətləri əsasında ölçmələrə məruz qalırlar. Qalan hissəciklərin vəziyyəti, A və D, bir-biri ilə heç vaxt qarşılıqlı əlaqədə olmalarına baxmayaraq, onları dolaşıq vəziyyətdə qoyaraq, Bell vəziyyətinə çökür.
A kubit və B kubi arasında qarşılıqlı əlaqə əvvəlcə A kubitini B-yə teleportasiya etməklə, sonra B-nin qubiti ilə qarşılıqlı əlaqəyə buraxmaqla həyata keçirilə bilər (hər iki kubit B-nin laboratoriyasında olduğu üçün bu, hazırda LOCC əməliyyatıdır) və sonra kubitin yenidən A-ya teleportasiyası ilə həyata keçirilə bilər. Bu prosesdə iki maksimum dolaşmış vəziyyətdən istifadə olunur. Beləliklə, dolaşıq vəziyyətlər yalnız LOCC-nin mövcud olduğu, lakin prosesdə istehlak edildiyi bir şəraitdə kvant qarşılıqlı təsirlərinin (və ya kvant kanallarının) həyata keçirilməsinə imkan verən bir mənbədir. Qarışıqlığın resurs kimi görünə biləcəyi başqa tətbiqlər də var, məsələn, şəxsi rabitə və ya kvant vəziyyətlərini ayırd etmək.[14]
İkidən çox parçadan ibarət sistemləri təsvir edən kvant vəziyyətləri də qarışa bilər. Üç kubitlik sistem üçün bir nümunə Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) vəziyyətidir ,Digər üç kubitlik nümunə W vəziyyətidir :Üç kubitdən hər hansı birinin izlənməsi GHZ vəziyyətini ayrıla bilən vəziyyətə çevirir, halbuki W vəziyyətindəki üç kubitdən hər hansı birinin üzərində izləmənin nəticəsi hələ də qarışıqdır. Bu, çoxtərəfli dolaşıqlığın ikitərəfli dolaşıqlıqdan daha mürəkkəb mövzu olduğunu göstərir: üç və ya daha çox hissədən ibarət sistemlər bir çox keyfiyyətcə müxtəlif növ dolaşıqlıq nümayiş etdirə bilər. Tək bir hissəcik eyni anda bir hissəcikdən çox zərrəciklə maksimum şəkildə dolana bilməz, bu xüsusiyyət monoqamiya adlanır .[15]
Bütün kvant dövlətləri resurs kimi eyni dərəcədə dəyərli deyil. Bu dəyəri ölçmək üçün bir üsul , hər bir kvant vəziyyətinə ədədi dəyər təyin edən dolaşıq ölçüdən istifadə etməkdir . Bununla belə, kvant vəziyyətlərini müqayisə etmək üçün daha kobud bir üsulla kifayətlənmək çox vaxt maraqlıdır. Bu, müxtəlif təsnifat sxemlərinin yaranmasına səbəb olur. Dolaşma siniflərinin əksəriyyəti vəziyyətlərin LOCC və ya bu əməliyyatların alt sinifindən istifadə edərək digər vəziyyətlərə çevrilə biləcəyinə əsaslanaraq müəyyən edilir. İcazə verilən əməliyyatlar dəsti nə qədər kiçik olsa, təsnifat bir o qədər incə olar. Əhəmiyyətli nümunələr bunlardır:[16]
Fərqli dolaşıq təsnifatı bir vəziyyətdə mövcud olan kvant korrelyasiyalarının A və B-yə nə etməyə imkan verdiyinə əsaslanır: biri dolaşıq vəziyyətlərin üç alt dəstini fərqləndirir: (1) yerli gizli dəyişən modeli ilə izah edilə bilməyən korrelyasiyalar yaradan və beləliklə, Bell bərabərsizliyini pozan qeyri-lokal vəziyyətlər , (2) A-nı idarə etmək üçün kifayət qədər korrelyasiya edən vəziyyətlər . ("sükan") yerli ölçmələrlə B-nin şərti azaldılmış vəziyyətini elə bir şəkildə göstərin ki, A B-yə sahib olduqları vəziyyətin həqiqətən də dolaşıq olduğunu sübut edə bilsin və nəhayət (3) nə yerli, nə də idarə oluna bilməyən dolaşıq vəziyyətlər. Hər üç dəst boş deyil.[17]
Bu bölmədə qarışıq vəziyyətin entropiyası, eləcə də onun kvant dolaşıqlığının ölçüsü kimi necə nəzərdən keçirilə biləcəyi müzakirə olunur.[4]
Klassik məlumat nəzəriyyəsində H , Şennon entropiyası ehtimal paylanması ilə əlaqələndirilir. Qarışıq vəziyyət ρ ansambl üzərində ehtimal paylanması olduğundan, bu, təbii olaraq fon Neyman entropiyasının tərifinə gətirib çıxarır : ρ- nin xüsusi dəyərləri ilə ifadə edilə bilər Ehtimal hadisəsi 0 entropiyaya töhfə verməməli olduğundan və bunu nəzərə alaraq : 0 log(0) = 0 konvensiyası qəbul edilir. Bir cüt hissəcik yuxarıda müzakirə edilən spin təkli vəziyyəti ilə təsvir edildikdə, hər iki hissəciyin fon Neuman entropiyası log(2) olur ki, bu da 2 × 2 qarışıq vəziyyətlər üçün maksimum entropiya kimi göstərilə bilər .[4]
Entropiya, dolaşıqlığın kəmiyyətini müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilən bir alət təmin edir, baxmayaraq ki, digər dolaşıqlıq ölçüləri mövcuddur. Ümumi sistem təmizdirsə, bir alt sistemin entropiyasından onun digər alt sistemlərlə qarışma dərəcəsini ölçmək üçün istifadə edilə bilər. İkitərəfli təmiz dövlətlər üçün, azaldılmış vəziyyətlərin fon Neyman entropiyası, dolanma ölçüsü üçün tələb olunan müəyyən aksiomaları təmin edən dövlətlər ailəsində yeganə funksiya olması mənasında dolaşıqlığın unikal ölçüsüdür.[18]
Klassik nəticədir ki, Şennon entropiyası maksimuma yalnız vahid ehtimal paylanması {1/ n , ..., 1/ n } ilə çatır. ρ ∈ H A ⊗ H B ikitərəfli təmiz vəziyyətə, əgər ρ -nin hər bir altsisteminin azaldılmış vəziyyəti diaqonal matrisdirsə, maksimum dolaşmış vəziyyət deyilir . Qarışıq vəziyyətlər üçün azaldılmış fon Neyman entropiyası yeganə ağlabatan dolaşıqlıq ölçüsü deyil. Rényi entropiyası da dolaşıqlığın ölçüsü kimi istifadə edilə bilər.[19]
Dolaşma ölçüləri (çox vaxt ikitərəfli kimi baxılır) kvant vəziyyətində dolaşıqlığın miqdarını kəmiyyətlə ifadə edir. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, dolaşıq entropiya təmiz vəziyyətlər üçün standart dolaşıqlıq ölçüsüdür (lakin artıq qarışıq vəziyyətlər üçün dolaşıqlıq ölçüsü deyil). Qarışıq dövlətlər üçün ədəbiyyatda bəzi dolaşıq tədbirlər var və heç biri standart deyil.[20]
Bu dolaşıqlıq tədbirlərinin əksəriyyəti (lakin hamısı deyil) təmiz dövlətlərin entropiyasının dolaşıqlığını azaldır və dolaşıq sistemin ölçüsü böyüdükcə qarışıq vəziyyətlər üçün hesablamaq çətindir ( NP-çətin ).[20]
Kvant sahəsi nəzəriyyəsinin Reeh - Şlider teoremi bəzən kvant vakuumunda dolaşıqlığın hər yerdə olduğunu söyləyərək şərh olunur .[21]
Dolaşmanın kvant informasiya nəzəriyyəsində bir çox tətbiqi var . Qarışıqlığın köməyi ilə, əks halda qeyri-mümkün vəzifələrə nail ola bilərsiniz.[3]
Dolaşmanın ən məşhur tətbiqləri arasında super sıx kodlaşdırma və kvant teleportasiyası var.[3]
Əksər tədqiqatçılar hesab edirlər ki, kvant hesablamalarını həyata keçirmək üçün dolaşıqlıq lazımdır (baxmayaraq ki, bu, bəziləri tərəfindən mübahisələndirilir).[22]
Dolaşma kvant kriptoqrafiyasının bəzi protokollarında istifadə olunur , lakin standart fərziyyələr altında kvant açarlarının paylanmasının (QKD) təhlükəsizliyini sübut etmək üçün dolaşıqlıq tələb olunmur. Bununla belə, QKD-nin cihazdan müstəqil təhlükəsizliyi rabitə tərəfdaşları arasında dolaşıqlıqdan istifadə edərək göstərilir.[23]
2014-cü ilin avqustunda Vyana Universitetindən olan braziliyalı tədqiqatçı Qabriela Barreto Lemos və qrupu, subyektlərlə qarşılıqlı əlaqədə olmayan, lakin bu cür obyektlərlə qarşılıqlı əlaqədə olan fotonlarla qarışmış fotonlardan istifadə edərək obyektlərin "şəkillərini çəkə" bildi. İdeya yalnız infraqırmızıya həssas olmayan standart kameralardan istifadə edərək infraqırmızı təsvirlər hazırlamaq üçün uyğunlaşdırılmışdır.[24]
Nəzəriyyə və təcrübələrdə tez-tez görünən bir neçə kanonik dolaşıq vəziyyət var.[25]
İki kubit üçün Bell əyalətləridir. Bu dörd təmiz vəziyyətin hamısı maksimum dərəcədə qarışıb və iki qubitin Hilbert fəzasının ortonormal əsasını təşkil edir. Onlar kvant mexanikasının Bell tipli bərabərsizlikləri necə poza biləcəyinə dair nümunələr təqdim edirlər .[13]
M > 2 kubit üçün GHZ vəziyyətidir
Bell vəziyyətinə endirirM = 2 üçün . Ənənəvi GHZ vəziyyəti M = 3 üçün müəyyən edilmişdir . GHZ vəziyyətləri bəzən quditlərə , yəni 2 ölçülü deyil , d sistemlərinə qədər genişləndirilir . Həmçinin M > 2 kubitlər üçün spin ölçülərinin qeyri-müəyyənliyinə müəyyən məhdudiyyətləri ödəyən sıxılmış koherent vəziyyətlər sinfi olan spin sıxılmış vəziyyətlər mövcuddur ki , bunlar mütləq dolaşıqdır. Spin sıxılmış vəziyyətlər kvant dolaşıqlığından istifadə edərək dəqiq ölçmələri artırmaq üçün yaxşı namizədlərdir.[26]
İki bosonik rejim üçün NOON vəziyyətidir. Bell dövlətinə bənzəyirəsas dövlətlər istisna olmaqlavə" N foton bir rejimdə" və " N foton digər rejimdə" ilə əvəz edilmişdir . Bosonik rejimlər üçün əkiz Fok vəziyyətləri də mövcuddur ki , bu da Fock vəziyyətini şüa ayırıcıya aparan iki qola qidalandırmaq yolu ilə yaradıla bilər . Onlar çoxsaylı NOON vəziyyətlərinin cəmidir və Heisenberg limitinə çatmaq üçün istifadə edilə bilər . Müvafiq seçilmiş qarışıqlıq ölçüləri üçün Bell, GHZ və NOON vəziyyətləri maksimum dərəcədə dolaşır, spin sıxılır və əkiz Fok vəziyyətləri yalnız qismən dolaşır.
Dolaşma adətən atomaltı hissəciklər arasında birbaşa qarşılıqlı təsir nəticəsində yaranır. Bu qarşılıqlı təsirlər müxtəlif formalarda ola bilər. Ən çox istifadə edilən üsullardan biri qütbləşməyə qarışmış bir cüt foton yaratmaq üçün spontan parametrik aşağı çevrilmədir . Digər üsullara fotonları məhdudlaşdırmaq və qarışdırmaq üçün lif bağlayıcısının istifadəsi , kvant nöqtəsində bi-eksitonun parçalanma kaskadından yayılan fotonlar , və ya Hong-Ou-Mandel effektinin istifadəsi daxildir . Elektron və pozitron kimi hissəciyin və onun antihissəciyinin kvant dolaşıqlığı Hardi interferometrində müvafiq kvant dalğa funksiyalarının qismən üst-üstə düşməsi ilə yaradıla bilər . Bell teoreminin ilk sınaqlarında, dolaşıq hissəciklər atom şəlalələrindən istifadə etməklə yaradılmışdır .
Heç vaxt birbaşa qarşılıqlı əlaqədə olmayan kvant sistemləri arasında dolaşıqlıq dəyişdirmə üsulundan istifadə etməklə qarmaqarışıqlıq yaratmaq da mümkündür . Müstəqil olaraq hazırlanmış iki eyni hissəcik də dalğa funksiyaları sadəcə olaraq, ən azı qismən üst-üstə düşərsə, bir-birinə qarışa bilər.[27]
ρ sıxlıq matrisi məhsul hallarının qabarıq cəmi kimi yazıla bilərsə, ayrıla bilən adlanır, yəni.iləehtimallar. Tərifə görə, dövlət ayrıla bilmirsə, dolanır.
2-qubit və qubit-qutrit sistemləri üçün (müvafiq olaraq 2 × 2 və 2 × 3) sadə Peres-Horodecki meyarı ayrılmaq üçün lazımlı və kifayət qədər meyar təmin edir və beləliklə, təsadüfən - dolaşıqlığı aşkar etmək üçün. Bununla belə, ümumi vəziyyət üçün meyar sadəcə ayrılmaq üçün zəruridir, çünki problem ümumiləşdirildikdə NP-çətin olur. Digər ayrılma meyarlarına (lakin bunlarla məhdudlaşmayaraq) diapazon meyarı , azalma meyarı və qeyri-müəyyənlik münasibətlərinə əsaslananlar daxildir. Bax. diskret-dəyişən sistemlərdə ayrıla bilmə meyarlarının nəzərdən keçirilməsi üçün və Ref. diskret-dəyişən sistemlərdə eksperimental dolaşıq sertifikatlaşdırmada üsullar və problemlərə dair icmal üçün.[28]
Problemə ədədi yanaşma Jon Magne Leinaas , Jan Myrheim və Eirik Ovrum tərəfindən "Dolaşmanın həndəsi aspektləri" adlı məqalələrində təklif olunur. Leinaas və b. sınanacaq hədəf vəziyyətə doğru təxmin edilən ayrıla bilən vəziyyəti təkrar-təkrar dəqiqləşdirən və hədəf vəziyyətə həqiqətən də nail oluna biləcəyini yoxlayan ədədi yanaşma təklif edin.[29]
Davamlı dəyişən sistemlərdə Peres-Horodecki kriteriyası da tətbiq edilir. Konkret olaraq, Simon Peres-Horodecki meyarının kanonik operatorların ikinci dərəcəli anları baxımından xüsusi versiyasını tərtib etmiş və göstərmişdir ki, bu, zəruri və kifayətdir.-mode Qauss dövlətləri ( zahirən fərqli, lakin mahiyyətcə ekvivalent yanaşma üçün Ref. -ə baxın). Sonradan məlum oldu ki, Simonun vəziyyəti də bunun üçün zəruri və kifayətdir-mod Gauss dövlətləri, lakin artıq kifayət deyil-mod Qauss dövlətləri. Simonun vəziyyəti kanonik operatorların daha yüksək dərəcəli anlarını nəzərə almaqla və ya entropik ölçülərdən istifadə etməklə ümumiləşdirilə bilər.
Kvant mexanikasında zaman anlayışından istifadə üsulu ilə ümumi nisbilik nəzəriyyəsində oynadığı rol arasında zaman problemi adlandırılan əsaslı ziddiyyət var . Standart kvant nəzəriyyələrində zaman dövlətlərin təkamül etdiyi müstəqil fon kimi çıxış edir, ümumi nisbilik isə zamana birbaşa maddə ilə əlaqəli dinamik dəyişən kimi baxır. Bu yanaşmaları zamana uyğunlaşdırmaq səylərinin bir hissəsi , adi təcrübənin əksinə olaraq, kainatın vəziyyətinin zamansız və ya statik olduğunu proqnozlaşdıran Wheeler-DeWitt tənliyi ilə nəticələnir. Don Peyc və Uilyam Vutters tərəfindən başlayan iş kainatın həm kainat daxilində həm təkamül edən sistemlə həm də saat sistemi arasında enerji qarışması səbəbindən daxildəki müşahidəçilər üçün təkamül etdiyi görünür. Bu şəkildə hissələr dolaşıqlıq yolu ilə vaxt keçirərkən ümumi sistem zamansız qala bilər. Məsələ kvant cazibə nəzəriyyələri cəhdləri ilə sıx bağlı açıq sual olaraq qalır .[30]
Ümumi nisbi nəzəriyyədə cazibə qüvvəsi məkan-zamanın əyriliyindən, bu əyrilik isə maddənin paylanmasından irəli gəlir. Bununla belə, maddə kvant mexanikası ilə idarə olunur. Bu iki nəzəriyyənin inteqrasiyası bir çox problemlərlə üzləşir. Anti-de Sitter məkanı adlanan (qeyri-real) model məkanında AdS /CFT yazışmaları kvant qravitasiya sistemini cazibə qüvvəsi olmayan kvant sahə nəzəriyyəsi ilə əlaqələndirməyə imkan verir. Bu yazışmalardan istifadə edərək, Mark Van Raamsdonk fəza-zamanın bir-birinə qarışmış və kosmos-zamanın sərhədində yaşayan sərbəstliyin kvant dərəcələrinin fövqəladə fenomeni kimi yarandığını irəli sürdü .[30]
Əsas məqalə: Zəng testi
Bell bərabərsizliyi testi və ya Bell təcrübəsi kimi də tanınan Bell testi , yerli gizli dəyişənlər fərziyyəsinə qarşı kvant mexanikası nəzəriyyəsini yoxlamaq üçün nəzərdə tutulmuş real dünyada fizika təcrübəsidir. Bu testlər Bell teoreminin nəticələrini empirik olaraq qiymətləndirir . Bu günə qədər bütün Bell testləri aşkar etdi ki, yerli gizli dəyişənlər fərziyyəsi fiziki sistemlərin davranış tərzi ilə uyğun gəlmir. Bir çox növ Bell testləri fizika laboratoriyalarında həyata keçirilmişdir, çox vaxt eksperimental dizayn və ya quraşdırma problemlərini yaxşılaşdırmaq məqsədi ilə, prinsipcə əvvəlki Bell testlərinin nəticələrinin etibarlılığına təsir göstərə bilər. Bu, "Bell testlərində boşluqların bağlanması" kimi tanınır. Əvvəlki sınaqlarda, bir nöqtədəki nəticənin ikinci yerdəki nəticəyə təsir edərək, incə bir şəkildə uzaq nöqtəyə ötürülə biləcəyini istisna etmək olmazdı. Bununla belə, "boşluqsuz" adlandırılan Bell testləri o vaxtdan etibarən yerlərin kifayət qədər ayrıldığı yerlərdə həyata keçirildi ki, işıq sürəti ilə əlaqə daha uzun çəkdi - bir halda, 10.000 dəfə - ölçmələr arasındakı intervaldan.
2017-ci ildə Yin et al. iki foton cütünün sağ qalmasını və Bell bərabərsizliyinin pozulmasını nümayiş etdirərək, CHSH qiymətləndirməsinə çataraq , 1203 km uzunluğunda yeni kvant dolaşıqlığı məsafəsi rekordu qoyduğunu bildirdi.2.37 ± 0.09 , ciddi Eynşteyn məkanı şəraitində, Micius peykindən Lijian, Yunnan və Delingha, Qinghai bazalarına qədər, əvvəlki fiberoptik təcrübələr üzərində ötürülmənin səmərəliliyini böyüklük sırası ilə artırır.[31]
2023-cü ildə LHC kvant tomoqrafiyasının üsullarından istifadə edərək, təklif edilən nəzəri işə əsaslanan kvant məlumatı və yüksək enerji fizikası arasında nadir kəsişmə olan indiyə qədərki ən yüksək enerjidə dolanmanı ölçdü . üst-kvark cütünün istehsalı və təsiri 5 σ -dən çox əhəmiyyət səviyyəsi ilə müşahidə edilmişdir, üst kvark məlum olan ən ağır hissəcikdir və buna görə də çox qısa ömürlüdür (≈10 −25 s ) hadronlaşmadan əvvəl parçalanan yeganə kvarkdır(~ 10 −23 s ) və spin dekorrelyasiyası (~ 10 −21 s ), beləliklə spin məlumatı detektor tərəfindən tutulacaq leptonik çürümə məhsullarına çox itkisiz ötürülür. Hissəciklərin spin qütbləşməsi və korrelyasiyası ölçüldü və uyğunluq , eləcə də Peres-Horodetski kriteriyası ilə dolaşma üçün sınaqdan keçirildi və sonradan təsir CMS detektorunda da təsdiqləndi . [4]
2020-ci ildə tədqiqatçılar millimetr ölçülü mexaniki osilatorun hərəkəti ilə atom buludunun fərqli uzaq spin sistemi arasında kvant dolaşıqlığı olduğunu bildirdilər . Sonrakı işlər bu işi iki mexaniki osilatoru kvantla birləşdirərək tamamladı.
Brookhaven Milli Laboratoriyasının (BNL) fizikləri protonlar içərisində kvant dolaşıqlığını nümayiş etdirərək , kvarkların və qluonların təcrid olunmuş hissəciklər deyil, bir-birindən asılı olduğunu göstərdilər. Yüksək enerjili elektron-proton toqquşmalarından istifadə edərək, onlar proton strukturu haqqında anlayışımızı yenidən formalaşdıraraq, maksimal dolanışığı aşkar etdilər. 11[1]
 |
 |
GECEMIZ.AZ |  |
 |
|