Kvantová provázanost a kvantová teleportace (jednoduše a trochu jinak)

Dostal jsem email, který mě žádá, abych co nejjednodušeji vysvětlil, co je to kvantová provázanost. Tak se pokouším. Fyzici mi prominou to vynechání mnoha věcí, které provázanost ovlivňují. Upřesnění budou až na konci blogu.

Ve fyzice existují situace, při kterých vzniká pár částic. Jejich společný vznik se pak projevuje tak, že se tyto dvě částice chovají jako zvláštně propojené. A to i tehdy, když jsou opravdu od sebe velmi vzdálené, třeba 1000 km. Toto propojení se projevuje třeba tak, že když změříme, že jedna částice „rotuje“ v jednom směru, to měření „způsobí“, že i druhá částice bude „rotovat“ tímto směrem.

Naše měření 1000 km daleko ovlivní „rotaci“ takto vzdálené částice a to mnohem rychleji, než kdybychom k takovému ovlivnění použili třeba laser, tedy to zkusili rychlostí světla. Provázanost přitom může existovat pořád, dokud není zničena třeba právě měřením, nebo i náhodnou interakcí s cizí částicí.

Kvantová teleportace je pak to, co je popsáno výše. Přenesení nějaké vlastnosti částice na jinou částici kvantovou provázaností, tedy rychleji než světlo. A to bez toho, abychom k druhé částici poslali foton nebo jinou částici. Kvantová provázanost se teleportací zničí, protože my musíme zjistit = změřit, jestli k teleportaci došlo. Nicméně výsledek akce zůstane.

Většina částic se chová jako kvantově neprovázaná, pokud je nedostaneme do speciálních podmínek, viz například supratekutost při zchlazení na teploty blízké absolutní nule.

Umělecká představa kvantové provázanosti (obrázek vytvořen pomocí AI DALL E)

–––––––––––––––––––––––-

Dále to nečtěte, jen upřesnění. Disclaimer pro fyziky:

Pochopitelně nejde o žádnou klasickou rotaci, ale spin částice, což je něco mnohem složitějšího a podivnějšího. Když bychom si třeba představovali spin jako klasickou rotaci u hodně malých částic, musel by jejich povrch rotovat nadsvětelnou rychlostí. Někteří navrhují, že jde o takovou rotaci, že s částicí rotuje i kvantové pole v jejím okolí, což však není obecně přijatý názor.

Provázanost může být obecně různá, třeba i taková, že spin jedné částice bude znamenat opačný spin druhé částice atd. A vlastností zde může být i polarizace, fáze atd. Klasický výklad také nehovoří o kauzálním působení, ale o vzniku korelace. (Ten však nelze, dle mého názoru, vysvětlit jinak než kauzálně.) Navíc při současných znalostech potřebujeme ještě vyslat klasickou informací, jejíž přenos je limitován rychlostí světla. (Ale dle mého je to způsobeno jen tím, že první částici neumíme vnutit vlastnost, kterou chceme, třeba spin ve směru předem určeném, ale jen tuto vlastnost náhodně spoluvytvoříme a změříme. Viz článek Jak ihned navázat kontakt s mimozemšťany - praktický návod z roku 2018.)