Kvanteforviklinger er et av de sentrale prinsippene for kvantefysikk, selv om det også er sterkt misforstått. Kort sagt betyr kvanteforviklinger at flere partikler er koblet sammen på en slik måte at måling av den ene partikkelens kvantetilstand bestemmer de mulige kvantetilstandene til den andre partikler. Denne forbindelsen er ikke avhengig av hvor partiklene er i rommet. Selv om du skiller sammenfiltrede partikler med milliarder av miles, vil endring av den ene partikkelen indusere en endring i den andre. Selv om kvanteforviklinger ser ut til å overføre informasjon øyeblikkelig, bryter det ikke faktisk den klassiske lyshastigheten fordi det ikke er noen "bevegelse" gjennom verdensrommet.
Eksempel på klassisk kvantforvikling
Det klassiske eksemplet på kvanteforviklinger kalles EPJ-paradoks. I en forenklet versjon av dette tilfellet, bør du vurdere en partikkel med kvantespinn 0 som avtar til to nye partikler, partikkel A og partikkel B. Partikkel A og Partikkel B går av i motsatte retninger. Imidlertid hadde den opprinnelige partikkelen et kvantespinn på 0. Hver av de nye partiklene har en kvantespinn på 1/2, men fordi de må legge opp til 0, er en +1/2 og en er -1/2.
Dette forholdet betyr at de to partiklene er viklet inn. Når du måler spinnet til partikkel A, har den målingen innvirkning på de mulige resultatene du kan få når du måler spinnet til partikkel B. Og dette er ikke bare en interessant teoretisk prediksjon, men har blitt verifisert eksperimentelt gjennom tester av Bells teorem.
En viktig ting å huske er at i kvantefysikk er ikke den opprinnelige usikkerheten rundt partikkelens kvantetilstand bare en mangel på kunnskap. En grunnleggende egenskap ved kvanteteori er at før målinga, partikkelen virkelig har ikke en klar tilstand, men er i en superposisjon av alle mulige tilstander. Dette er best modellert av det klassiske tankeeksperimentet med kvantefysikk, Schroedinger's Cat, der en kvantemekanikk tilnærming resulterer i en uobservert katt som er både levende og død samtidig.
Universets bølgefunksjon
En måte å tolke ting på er å betrakte hele universet som en eneste bølgefunksjon. I denne representasjonen vil denne "bølgefunksjon av universet" inneholde et begrep som definerer kvantetilstanden til hver enkelt partikkel. Det er denne tilnærmingen som lar åpne døren for påstander om at "alt henger sammen", som ofte blir manipulert (enten med vilje eller gjennom ærlig forvirring) for å ende opp med ting som fysikkfeil i Hemmeligheten.
Selv om denne tolkningen betyr at kvantetilstanden til hver partikkel i universet påvirker bølgefunksjonen til hver annen partikkel, gjør den det på en måte som bare er matematisk. Det er egentlig ingen slags eksperiment som noen gang - selv i prinsippet - kunne oppdage effekten på et sted som dukker opp på et annet sted.
Praktiske anvendelser av kvantforviklinger
Selv om kvanteforviklinger virker som bisarre science fiction, er det allerede praktiske anvendelser av konseptet. Det brukes til kommunikasjon og kryptografi i verdensrommet. For eksempel demonstrerte NASAs Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer (LADEE) hvor kvant sammenfiltring kan brukes til å laste opp og laste ned informasjon mellom romskipet og et bakkebasert mottaker.
Redigert av Anne Marie Helmenstine, ph.d.