Физики использовали квантовую запутанность, чтобы дойти до пределов принципа неопределенности

«Мы смогли раздвинуть границы варианта «принципа неопределенности» Гейзенберга в некоторых обстоятельствах, указав на то, что для других сценариев могут быть необходимы другие принципы неопределенности», - заявили исследователи Лоркан Конлон и Сиед Ассад на страницах https://theconversation.com/physicists-have-used-entanglemen... The Conversation.

Изучать свойства микроскопических, квантовых объектов вроде электронов или фотонов намного сложнее, чем больших. Машина, например, не изменит цвет или скорость, если мы узнаем ее точное расположение в пространстве. А вот у электронов все устроено именно так. Другими словами, отдельные свойства квантовых объектов соединены друг с другом. Измерение одного воздействует на другое.

Связь между этими свойствами – прямое проявление принципа неопределенности Гейзенберга. Невозможно одновременно измерить два сопряженных свойства квантового объекта с желаемой степенью точности: чем больше ты знаешь об одном, тем меньше знаешь о другом. Хотя этот принцип накладывает ограничение на измерения, на практике очень сложно приблизиться к пределу точности измерения одного из свойств. Тем не менее, это важно и для науки, и для развития новых технологий.

Команда ученых из разных стран разработала метод более точного определения сопряженных свойств квантовых объектов. В его основе лежит квантовая запутанность. Когда два объекта спутаны между собой, их свойства можно измерить с большей точностью, чем в случае незапутанных объектов.

Для создания двух идентичных квантовых объектов и их последующего спутывания ученые использовали квантовые компьютеры, способные управлять этими объектами с высокой точностью.  Измерив спутанные объекты, исследователи подтвердили верность своей гипотезы: в результате этого процесса снижается уровень помех в измерениях, а значит – повышается точность.

В теории, можно также запутать и измерить три и более квантовых системы. Это позволило бы добиться еще больше точности. Однако экспериментально доказать это предположение ученые пока не сумели.

Недавно физики из Брукхейвенской национальной лаборатории США https://hightech.plus/2023/01/09/fiziki-otkrili-novii-tip-kv... в ходе исследований на совершенно новый тип квантового феномена, который связывает частицы на любом расстоянии. В экспериментах с ускорителем частиц это явление дало им возможность рассмотреть во всех подробностях внутренности ядер атомов.