Квантовая запутанность во времени

[telik]

Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме смогли создать квантовую запутанность в разных парах фотонов, которые при этом никогда не сосуществовали в одном времени. Это открытие меняет некоторые представление о квантовой физике и имеет практическое значение.
Запутанность является особым квантовым состоянием двух связанных частиц: когда состояние одной меняется, тут же меняется состояние другой. Новое исследование показывает, что эта уникальная особенность работает не только сквозь любое расстояние, но и время.
Чтобы доказать это, ученые впервые использовали лазер для запутывания между парами фотонов, P1 (пара номер 1), P2 (пара номер 2) и так далее. Исследователи измеряли поляризацию Р1 сразу после запутывания другой пары фотонов, P3, P4. Затем измеряли поляризацию P2 и P3, и одновременно запутывали их друг с другом. После этого, в конце концов, измеряют P4. Получается длинная малопонятная обывателю цепочка квантовых запутанностей и измерений, но итог ясен всем: пара P4 находится в состоянии квантовой запутанности с парой P1.
Находится она в таком состоянии очень короткое время, но и этого достаточно, чтобы понять: квантовая запутанность существует между парами, одна из которых (Р1) на момент измерения другой (P4) уже давно исчезла. Другими словами, ученые запутали две разнесенные во времени фотонные пары: запутали один фотон в первой паре с другим фотоном из второй пары. Первый фотон родился раньше второго, но тем не менее удалось добиться состояния квантовой запутанности.

Схема эксперимента израильских ученых. Рисунками коляски и надгробия отмечены, соответственно, моменты рождения и смерти фотонов

Исследователи предполагают, что результаты их эксперимента показывают, что квантовая запутанность не является физическим свойством и материальным явлением. Запутанность двух фотонов может существовать даже, если фотоны существуют в разные промежутки времени.

Тут возникает вопрос. Какая польза от данного открытия? Во-первых, это дает понимание того, что квантовая запутанность и квантовые свойства частиц не зависят от понятия стрелы времени. В квантовом мире не понятия вектора времени, она возникает и существует в макроскопических масштабах Вселенной. Для этого есть определение в виде энтропии в термодинамике. Во-вторых, это открытие дает новое применение в сфере квантовых технологий, например при разработке квантовых компьютеров.
Кроме того, открытие квантовой запутанности во времени может объяснить такой эффект как Дежавю.
Дежавю принято считать определенное психологическое состояние, во время которого человек чувствует, что подобная ситуация уже происходила, при этом данное чувство никак не связанно с каким – либо моментом из прошлого. Как правило, человека в этот момент окутывает некое ощущение странности, а так же он понимает, что это не реально. Исследование показали, что феномен Дежавю – явление весьма распространенное. 97% абсолютно здоровых людей хотя бы один раз в жизни пребывали в таком состоянии.
В данном случае, объясню эффект Дежавю как квантовую запутанность атомов, электронов мозга человека между состоянием настоящего и будущего моментов времени. По аналогии с экспериментом для пары запутанных фотонов во времени, мозг человека может запутываться с собою, но из будущего. Если допустить, что прошлые, настоящие и будущие моменты реальные и существуют в принципе, то квантовая запутанность позволяет объяснить эффект Дежавю.
Рассмотрим на примере человека, встречающий в некоторый момент времени событие А , которое вызывает у него эффект Дежавю.

В момент времени t1 мозг человека (состоящий из электронов, атомов, молекул) запутывается со своим мозгом из будущего в момент времени t2 , который миновал событие А . Квантовая запутанность создает обмен квантовых состояний между двумя моментами времени на уровне атомов и электронов мозга, вследствие чего изменяется информация в памяти человека. Информация о событии А, которая содержалась в мозгу человека в момент времени t2, теперь содержится и в мозге в момент времени t1 . Поэтому, когда человек с момента времени t1 встречает событие А, то оно вызывает у него эффект Дежавю, то есть информация с помощью квантовой запутанности уже находилась в мозгу для сравнения с данным событием.

Я объяснил эффект Дежавю с точки зрения чистой науки. Идея о том, что Дежавю это квантовая запутанность человеческого мозга между состояниями в различные моменты времени должна быть проверена экспериментально. Косвенные улики (Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме) подтверждают на примере пары запутанных фотонов, которые при этом никогда не сосуществовали в одном времени.

[Klark]

Алгоритмы работы мозга человека представляет до настоящего времени загадочный феномен. Объяснение принципа работы на основе химических связей через синапсы не согласуется с феноменальной скоростью обработки информации. Для компенсации инерционности работы синапсов в процессе эволюции сформировался механизм построения одной или нескольких моделей ближайшего будущего окружающей обстановки и необходимого набора действий ответной реакции в пределах от 1 до 10 и более секунд. При наличии моделей мозг выбирает самую подходящую модель и набор действий для компенсации или защиты организма от внешнего воздействия.
По образованию не биолог, но пытаюсь анализировать всевозможные парадоксы и явления при работе мозга человека.
Особенно интересен "Эффект консервации эффекта" - зарегистрировано как научное открытие.
"... С.В. Сперанский даже ввел специальный термин «эффект консервации эффекта». В своей работе [2,3] он пишет: «Особо интересен тот факт, что в ситуации, когда экспериментатор эмоционально заинтересован в неком эффекте, этот эффект сохраняется (воспроизводится) очень долго, быть может, неограниченно долго: имеет место «эффект консервации эффекта». Мы полагаем, что этим объясняются результаты многих экспериментов, которые воспроизводимы у одних авторов (первооткрывателей явления) и не получаются у других. Эффекты могут быть самыми разнообразными, но их причина – психологическая установка экспериментатора»..."
2. С. В. Сперанский, Опыт исследования биологической связи "человек—животное”. В сб. Информационные взаимодействия в биологии. Тбилиси. 1990, ст. 53.
3. С.Сперанский. Что говорят о нас мыши, или эффект консервации эффекта. Знание-сила, 1990, №11.

Эксперименты с фотонами проводились людьми и их воздействие на результаты эксперимента могло быть. Что стоит один "Генеральский эффект", с которым пришлось столкнуться практически, при котором нарушилась работа компьютера во время демонстрации результатов работы вышестоящему руководству...

[AlexDem]

telik в сообщении #1009438 писал(а):

Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме смогли создать квантовую запутанность в разных парах фотонов, которые при этом никогда не сосуществовали в одном времени.

Хотелось бы увидеть ссылку на оригинальную работу, а не на перепечатку журналистов, на базе которой здесь пошла последующая медитация.

Что-то пока не понимаю, зачем нужна первая пара, если в момент времени $t = \operatorname{II}$ мы имеем классическую смесь (т.е. могли бы туда запускать частицы со случайной ориентацией спина) - так же, как было здесь. Смесь запутывается с когерентной парой и получается что?

-- менее минуты назад --

(пока такое ощущение, что здесь имеет место обычная причинность)

[iwndr]

AlexDem в сообщении #1009459 писал(а):

Хотелось бы увидеть ссылку на оригинальную работу, а не на перепечатку журналистов, на базе которой здесь пошла последующая медитация.

Ссылки:
http://phys.org/news/2013-05-physics-te ... isted.html
http://journals.aps.org/prl/abstract/10 ... 110.210403

[AlexDem]

Спасибо! Добавлю ещё одну, там где содержится ссылка на arXiv (уже нашёл):
http://compulenta.computerra.ru/archive/quantum/710429/
По моей ссылке есть описание мысленного эксперимента, где фигурирует Виктор, помнится, там всё нормально объяснялось в рамках известной теории...

[AlexDem]

Вот, кстати, по поводу Виктора хорошая цитата (отсюда):

Цитата:

Дело в только в том, что это не "влияние", а "корреляция". Замечу что "корреляция" не может быть глаголом в изьявительном наклонении, и это не просто так. Можно сказать "будущее влияет на прошлое", а вот "будущее скоррелировывает прошлое" сказать нельзя. А то что будущее скоррелировано с прошлым никого не удивляет.

[aa_dav]

AlexDem

По моему тут всё таки что-то большее, чем просто корреляции стоит. Недавно же обсуждали про неравенства Белла, где опять таки дело не просто в том что частицы после разделения одна получает +1, а другая -1 и далее независимо путешествуют, а именно в том, что кто будет +, а кто - отложено на момент измерения и в сущности это то Эйнштейн и критиковал в связи с относительностью одновременности и в общем вокруг этого копья в своё время и ломались.
Тут действительно сразу же видно что "что то не так" с одновременностью из-за нелокальности и если я правильно понимаю сабжевый эксперимент не более чем более чёткое выпячивание этого факта. Экспериментальная ИСО сразу такая, где это видно as is.
Может я конечно неправильно понимаю, ибо уровень конечно не тот.
Но вообще интересно. Закрадываются какие то идейки, что вселенная может быть чем то сложнее чем автомат переводящий текущее состояние в последующее. А что то такое фиг пойми какое даже навскидку, многовременное что ли...

[AlexDem]

1. После того, как мы получили результат измерения $1$-й частицы в момент времени $t = \operatorname{I}$, уже ничто не способно его изменить. Этот результат зависит только от текущего состояния измеряемой системы и больше ни от чего. Ни от предыстории, ни от постыстории он не зависит.
2. Если бы это было не так, то можно было бы организовать две серии экспериментов с отличающимися вероятностями получить то или иное значение при измерении $1$-й частицы. То есть результат измерения зависел бы от плана постановки эксперимента.
3. Классическая корреляция, связанная с причинностью, здесь присутствует. Но в этом ничего удивительного нет. Замечательным результатом, связанным с неравенствами Белла является тот факт, что результат эксперимента не объясняется только классическими корреляциями. Вряд ли исключение классических корреляций производится в данной статье, там 4 страницы всего и формул мало, хотя я просто глянул - не читал.

[arseniiv]

(Оффтоп)

Klark в сообщении #1009444 писал(а):

Объяснение принципа работы на основе химических связей через синапсы не согласуется с феноменальной скоростью обработки информации.

Таки феноменальной? Правда, что ли?

[AlexDem]

Хотя надо почитать, они же как-то состояние системы конструировать должны, состоящей из частиц $1$ и $4$, а они никогда не существуют вместе. Это само по себе должно быть интересно.

[AlexDem]

Однако - копаться нужно. Они там действительно вводят состояние системы как произведение состояний подсистем в разные моменты времени:

Цитата:

$$\left|\psi^-\right>^{0,0}_{a,b} \otimes \left|\psi^-\right>^{\tau,\tau}_{a,b}$$

where the subscripts are the spatil mode labels and the superscripts are the time labels

- что кажется странным по нескольким причинам:

1. Такой подход требует расширенного понимания состояния системы (как конфигурации в определённый момент времени).

2. Этак мы можем и одну частицу во времени попытаться описать, только сколько подсистем следует брать?

3. Если мы описываем систему во времени так же, как в пространстве, то в чём отличие пространства и времени? Перенос формализма на время должен быть как-то обоснован.

4. Сепарабельное состояние подразумевает, что мы можем разделить систему на независимые части и произвести с ними действия по отдельности. А в данном подходе это невозможно - если мы сделаем что-то с подсистемой во время $t_1$, то подсистема во время $t_2$ поменяет своё состояние автоматически (в обратную сторону - напротив).

В общем, есть сомнения в правильности применённого подхода. Может, кто-нибудь встречал работы с обоснованием такого способа описания? (или просто аналогичные - где состояние вводилось бы по оси времени).

[aa_dav]

AlexDem в сообщении #1009559 писал(а):

После того, как мы получили результат измерения $1$-й частицы в момент времени $t = \operatorname{I}$, уже ничто не способно его изменить

Ну а давайте еще раз пробежимся по классическому элементарному опыту, может я чего то недопонимаю.
Рождаются 2 запутанных частицы, разлетаются на расстояние $L$ и далее их в лабораторной установке одновременно измеряют. Пусть это будут события $A$ и $B$. Мы знаем что они скоррелированы, причём корреляция "срабатывает" в момент измерения (квантовомеханическая сцепленность), а не в момент разделения частиц (скрытые параметры).
А далее рассматриваем процесс из двух движущихся в разные стороны относительно лабораторной установки ИСО. В одной $A$ наступает раньше, чем $B$, а в другой наоборот.
И вот вопрос - а кто и на что влиял в этих корреляциях - $A$ на $B$ или $B$ на $A$ или что? Если предполагать, что в момент измерения одной из частиц вторая приобретает конкретное значение то мы уже в этом опыте + знания СТО сталкиваемся с прямым вопросом - как здесь устроена причинность?

[AlexDem]

aa_dav в сообщении #1009827 писал(а):

И вот вопрос - а кто и на что влиял в этих корреляциях - $A$ на $B$ или $B$ на $A$ или что?

Там никто ни на что не влиял. Я приводил хорошую цитату:

AlexDem в сообщении #1009492 писал(а):

Вот, кстати, по поводу Виктора хорошая цитата (отсюда):

Цитата:

Дело в только в том, что это не "влияние", а "корреляция". Замечу что "корреляция" не может быть глаголом в изьявительном наклонении, и это не просто так. Можно сказать "будущее влияет на прошлое", а вот "будущее скоррелировывает прошлое" сказать нельзя. А то что будущее скоррелировано с прошлым никого не удивляет.

Вот есть у Вас кубик, бросаете Вы его и у Вас с равной вероятностью выпадают числа. Ничего такого. На другом конце я бросаю такой же кубик, тоже получаю какие-то числа. Ничего удивительного. Но когда мы с Вами сравниваем свои результаты, то обнаруживаем, что, например, одинаковые числа в $n$-ном испытании у нас с Вами не выпадают никогда. Причём никакого материального агента, который бы заставлял кубики вести себя именно так, нет. Это и будут квантовые корреляции. А если такой агент есть (например, кубики как-то сцеплены между собой или были сцеплены и это отразилось в их состоянии) - классические.

[kry]

telik в сообщении #1009438 писал(а):

Я объяснил эффект Дежавю с точки зрения чистой науки.

Что такое чистая наука? Есть ещё какая-то нечистая наука?
И зачем вообще понадобилось объяснять deja vu через квантовую запутанность? Эффект deja vu, также как и противоположный эффект jamais vu, вполне себе имеет объяснение в рамках нейропсихологии, психофизиологии и других нейронаук. Это напоминает совершенно некорректные с точки зрения neuroscience рассуждения Пенроуза о квантовой природе сознания.

[aa_dav]

AlexDem в сообщении #1009829 писал(а):

Причём никакого материального агента, который бы заставлял кубики вести себя именно так, нет.

Не не не. Правильно квантовую сцепленность называть агентом или нет, но есть вполне конкретные предсказываемые и получаемые в опытах вещи:

aa_dav в сообщении #1009827 писал(а):

Пусть это будут события $A$ и $B$. Мы знаем что они скоррелированы, причём корреляция "срабатывает" в момент измерения (квантовомеханическая сцепленность), а не в момент разделения частиц (скрытые параметры).

При этом возникает трудность как совокупность этих событий рассматривать в смысле причинности. Если сперва была измерена частица $A$, то мы говорим что _после_ этого у частицы $B$ "пространство вариантов" сократилось/схлопнулось. Но в мире относительности это всё становится странной вещью типа "причинность относительна" что ли?