¿De qué se trata el enredo cuántico? ¿Cómo puede comunicarse una vibración de un objeto a otro cuando están separados por el espacio?

El entrelazamiento cuántico se entiende bien. Y este experimento no cambia esa comprensión. Es una gran hazaña experimental hacerlo con vibraciones fonónicas en diamante macroscópico, pero no es teóricamente sorprendente. El resultado sorprendente hubiera sido si no hubiera sucedido.

Aquí hay una explicación cualitativa de la importancia del enredo que he usado en otros lugares.

En física clásica, si observa que dos diamantes separados y sus patrones están correlacionados de alguna manera, puede buscar dos tipos de explicación.

  1. Comunicación
  2. Causa común

La comunicación es una señal transmitida de un diamante a otro. Una señal luminosa o vibraciones en el aire podrían crear fonones que aparecieron o desaparecieron juntos en la forma que se muestra. Pero tenga en cuenta que esto no funcionará si los diamantes están lo suficientemente separados. Sepárelos por un año luz, y ninguna señal puede pasar de uno a otro más rápido que un año.

Causa común Es una sincronización anterior del comportamiento de ambos pedazos de diamante. Por ejemplo, tal vez alguna vez fueron parte del mismo cristal, y luego se establecieron vibraciones, que continuaron en cada parte una vez que se separaron. Nuevamente, esto podría explicar el comportamiento observado, y esto no se vería afectado por la distancia. Sepárelos por un año luz, y se encontrarían las mismas correlaciones .

Lo sorprendente del enredo es que muestra que hay una tercera posibilidad. Es otro mecanismo detrás de la correlación que no es ninguno de los anteriores. No puede ser comunicación (porque funciona a grandes distancias) y no puede ser causa común (porque el teorema de Bell muestra que ninguna causa común podría dar las estadísticas predichas por QM en alguna circunstancia).

En este caso, los experimentadores han enredado los fonones entre sí. Por lo tanto, podemos observar una correlación predecible entre las excitaciones de fonones que no está mediada por la comunicación, y que no fue una causa común. Esto es impresionante, pero no cambia nada: el enredo todavía se entiende como antes, y todavía no se puede usar como un canal de comunicación.

Vale la pena ampliar ese último punto, ya que la comunicación se mencionó en la pregunta. El enredo no se puede usar para transmitir o recibir información ; este es un teorema de la mecánica cuántica.

Podríamos pensar que podemos, porque podríamos acordar un código en el que la detección de un fonón es un binario 1, y la no detección es un 0. Luego separe estas piezas de diamante por, digamos, un año luz, y comenzamos la medición en uno, mientras que nuestro amigo mide el otro. Dado el enredo, sabemos exactamente qué resultados está midiendo nuestro amigo con el otro diamante.

(Des) afortunadamente, la mecánica cuántica también nos dice que no podemos predecir los resultados de nuestro experimento: estos resultados deben ser aleatorios al menos en la misma medida en que se garantiza que nuestro canal esté correlacionado. Entonces, aunque podríamos saber que nuestro amigo en este momento está leyendo los resultados 0011101001110 de su diamante a un año luz de distancia, también sabemos que es un mensaje completamente aleatorio y que no hay nada que podamos hacer para influir en él. No es información, y la mecánica cuántica y la relatividad mantienen su convivencia.

Lo que sabemos sobre el enredo es que los eventos de distancia se correlacionan instantáneamente, pero no puede haber comunicación entre átomos de distancia más rápido que la luz.

Bell demostró que existe una correlación, pero también demostró que no puede haber comunicación entre las “vibraciones”. Es imposible colaborar más rápido que la luz a menos que sepa de antemano con qué debe correlacionarse.

Para que el universo sea razonable, la correlación debe haberse acordado en una comunicación previa. Podemos acordar hacer algo más tarde al mismo tiempo sin necesidad de comunicarnos en ese momento. Lo que hace que el entrelazamiento cuántico parezca extraño es que el resultado puede depender de elecciones de medición distantes. Es como si te pidiera que dijeras sí más tarde si digo que no en ese momento.

El problema es que la noción clásica es que los eventos tienen lugar en una arena de espacio y tiempo a priori. La alternativa de que el espacio y el tiempo son construidos por los eventos tiene una aceptación cada vez mayor.

Si los eventos definen el espacio y el tiempo, están formados por bits, o cuantos, que constriñen el área un bit a la vez en la capa inferior. Por ejemplo, si mido un bit de información de orientación, una orientación de fotón sea horizontal o vertical que se correlacionará perfectamente con lo que se mediría para un fotón enredado distante. No importa cómo ajuste el ángulo de orientación que estoy midiendo, una medición distante en un ángel preciso se correlacionaría.

Si asumimos que la orientación existe independientemente de estas correlaciones, dicha correlación sería imposible. Sin embargo, si asumimos que la orientación se construye mediante tales eventos, un bit a la vez, la ilusión de espacio y tiempo continuos puede explicarse y podemos abandonar las nociones clásicas de orientación siendo a priori.

En el juego sorpresa de veinte preguntas de Wheeler, nuestro universo está construido por la percepción de los acontecimientos, un bit a la vez. La verdadera sorpresa es que el universo está limitado lógicamente, no físicamente. Sugiero que la respuesta al dilema de Wheeler, cómo obtenemos “It from Bit” es que no, el universo es fundamentalmente lógico, no físico en el sentido clásico. La noción de espacio físico se convierte en retraso de la información entre los sistemas de información locales distantes que se manifiestan por información retrasada localmente.

Cada uno de los millones de bits de información lógica en cada átomo de nuestro cuerpo está enredado con millones de otros átomos en toda la galaxia. Creo que podemos decir que estos enredos lógicos son lo único que realmente existe.

Gracias por el A2A.

Déjame darte un ejemplo de enredo.

Supongamos que te registras para una expedición a Marte. Cuando llega el gran día, empaca su bolso y se va, aborda el cohete y vuela a Marte. Entre otras cosas, empacas varios pares de calcetines.

Cuando estás en Marte, abres tu bolso y te das cuenta de que falta la mitad de un par. Usted sabe de inmediato que cualquiera que abra su cajón en la Tierra encontrará el calcetín perdido.

Aproximadamente al mismo tiempo, un miembro de la familia en la Tierra abre el cajón y nota el medio par de calcetines. Ese miembro de la familia sabría de inmediato que si abres tu bolso en Marte, encontrarás un calcetín marrón solitario.

Los dos eventos pueden ocurrir con solo unos segundos de diferencia. Entonces, a pesar del hecho de que puede tomar 20 minutos para que la luz viaje de Marte a la Tierra, de alguna manera esta correlación entre el contenido del cajón y su bolsa sigue vigente.

Por supuesto, usted dice, pero la información estuvo allí todo el tiempo, en forma de un par de medias divididas, tanto si alguien la miró como si no. Es cierto, y esto distingue las correlaciones cuánticas (que llamamos entrelazamiento) de las correlaciones clásicas; las correlaciones cuánticas no se explican tan fácilmente usando “variables ocultas” (la variable oculta, en este caso, es el calcetín faltante ubicado en la bolsa o el cajón). Pero incluso este simple ejemplo ilustra que una correlación entre eventos distantes no implica causalidad: Al examinar el contenido de su bolsa, no está causando que el contenido del cajón en la Tierra sea lo que es, usted y su familiar simplemente observan una correlación cuando comparan sus medidas. En resumen, no se comunica “vibración” de un lugar a otro.

Como se ha dicho en otras respuestas, el enredo consiste en que dos partículas (o sistemas) están conectadas por, por alguna propiedad, opuestos entre sí.

No he escuchado el ejemplo específico con vibraciones, pero en teoría esto podría extenderse a cualquier propiedad. Si tiene dos diamantes, y de alguna manera sabe que cierto modo de vibración en ellos tiene la suma de cero (o lo que sea), entonces medir la vibración en un diamante también determinará la vibración del otro diamante.

Se puede encontrar una analogía realista en un sudoku: si ha resuelto algunos sudokus, habrá encontrado casos en los que un cuadrado es (digamos) uno o cinco, y tiene un cuadrado asociado que es un cinco o uno. La conexión entre ellos es una especie de enredo: su información sobre el par implica que si logra determinar uno, también conoce al otro.

Sin embargo, en el caso del sudoku, el enredo no es mecánico cuántico. Los números de sudoku ya son conocidos, de una manera filosófica (suponiendo que haya una solución única para el rompecabezas). En el enredo mecánico cuántico, las propiedades de las dos partículas enredadas no se conocen; de acuerdo con la interpretación más destacada de la mecánica cuántica, las propiedades ni siquiera se determinan. Solo se conoce su suma (u otra relación).

El entrelazamiento cuántico da lugar a lo que se ha llamado “acción fantasmagórica a distancia”: incluso si las dos partículas están muy separadas, las mediciones en una partícula parecen afectar directamente a la otra. Pero esa es otra historia (y bastante fascinante).

El enredo es muy extraño y aún inexplicable. No sabemos si dos partículas enredadas se comunican de alguna manera entre sí, pero, de ser así, la comunicación excedería en algunos casos la velocidad de la luz, lo que se considera imposible. Además, afecta más que solo la vibración, sino también la polaridad, el giro, la orientación y la superposición.

Para explicar el enredo, no es como si un chico tuviera un sujetalibros del lado izquierdo mientras que otro tuviera uno derecho. Si simplemente cada uno tuviera uno o el otro, entonces no sería sorprendente que si la persona A se haya ido, entonces sabemos que la persona B tiene razón. Sin embargo, una mejor analogía es que ambas personas toman un sujetalibro que es al mismo tiempo AMBOS izquierda y derecha. Los llevan a lados opuestos del país y uno de ellos abre su maleta y encuentra un sujetador zurdo. En ese mismo momento, la persona del otro lado del país tiene un sujetalibros en la mano derecha, ya no es un R & L.

En el momento en que tenemos datos disponibles sobre una cosa enredada, AMBOS socios enredados toman atributos opuestos específicos, independientemente de cuán separados estén. Einstein y otros insistieron en que debe haber variables ocultas que predeterminen los atributos de ambos. La prueba de Bell demostró que Einstein estaba equivocado, pero incluso si no fuera así, aún tendríamos la realidad de que la superposición termina simultáneamente.

Conocer los atributos de una partícula le da atributos específicos en lugar de superposición, que es tener todos los atributos posibles a la vez. El enredo lleva esto un paso más allá y tiene el mismo efecto, aunque opuesto, en el compañero enredado.

Nadie tiene idea de por qué funciona, pero parece indicar que el conocimiento disponible le da atributos a la materia y que esta “acción espeluznante” trasciende el espacio y el tiempo.

Primero, algunas de las razones por las que parece tan desconocido.

El universo visto por los habitantes de la cueva de Platón es un conjunto de vistas estrechas y sesgadas.

El mundo de un niño criado en una comunidad aislada considera lo familiar como los límites de lo posible.

La familiaridad a largo plazo se convierte en hábitos, y generalmente se ve como un límite de lo posible.

La resistencia viscosa a rígida contra los conceptos que desafían a lo familiar tiene una larga historia.

La exploración de mente abierta de lo desconocido ha sido realizada por una pequeña minoría de humanos que tuvieron que ser muy cautelosos en sus revelaciones, o enfrentar el destino de Giordano Bruno, Galileo, Wegener-Holmes, et al.

La razón por la que menciono estos puntos obvios es que los seres macro no estamos familiarizados con nada que no sea macro.

Históricamente ha habido indicios de enredos, en diferentes palabras, en muchas fuentes, sin embargo, no son fáciles de aceptar en la inundación de lo familiar.

Aquí hay un viejo ejemplo. Esto es de la traducción de Upanishad de Swami Paramananda.

“El que conoce al mismo tiempo tanto lo No manifestado como lo destructible o manifestado, atraviesa la muerte”.

Alguien que se detenga en ese concepto y permita que afecte incluso un minuto, estará predispuesto a ver la conexión.

Dado que estoy predispuesto hacia el trabajo real, realizado por investigadores calificados reales, en instalaciones de investigación reconocidas, el misticismo, la religión, las creencias y la teosofía han tenido poca atracción para mí.

Después de comenzar a estudiar cómo, por qué pude usar los conceptos y la práctica de Nichiren para sacar mi vida de una inmersión terminal, la conexión se convirtió en un gran problema para mí.

Es por eso que colecciono artículos ocasionales sobre el fenómeno del enredo.

Aquí hay una selección.


Desenredando el entrelazamiento cuántico detrás de la fotosíntesis: los científicos de Berkeley arrojan nueva luz sobre los secretos de las plantas verdes | Laboratorio Berkeley

http://journals.aps.org/pra/abst

http://journals.aps.org/pra/abst

Reportamos la realización experimental del intercambio de enredos a largas distancias en fibras ópticas. Dos fotones separados por más de

2km

de fibras ópticas están enredadas, aunque nunca interactúan directamente. Usamos dos pares de qubits entrelazados en un contenedor de tiempo creados en fuentes separadas espacialmente y transportados por fotones en longitudes de onda de telecomunicaciones. Se realiza una medición parcial del estado de Bell con un fotón de cada par, que proyecta los dos fotones restantes, anteriormente independientes en un estado entrelazado. Se informa una visibilidad lo suficientemente alta como para inferir una violación de una desigualdad de Bell, después de que ambos fotones hayan viajado

1.1km

de fibra óptica

  • Recibido el 6 de septiembre de 2004

DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRe

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http://www.sciencedaily.com/rele

Teoría de todo? Cómo se construye el espacio-tiempo por entrelazamiento cuántico

Fecha:

27 de mayo de 2015

Fuente:

Universidad de tokio

Resumen:

Los físicos y matemáticos han dado un paso significativo hacia la unificación de la relatividad general y la mecánica cuántica al explicar cómo el espacio-tiempo emerge del enredo cuántico en una teoría más fundamental.

Para responder a la pregunta real, diré que el enredo es la naturaleza misma de la realidad. Simplemente se vuelve demasiado complejo para ser entendido discretamente.

La realidad no es solo la colección de fenómenos percibidos. La realidad es la fuente y los fenómenos.

Los humanos han adjuntado muchas etiquetas a la fuente. Estas etiquetas interfieren con la comprensión, pero satisfacen el deseo de simplificación.

Los objetos cuánticos pueden enredarse generalmente a través de un acoplamiento. Este acoplamiento puede ser una interacción de algún tipo.

Cuando dos objetos están enredados, no puede haber ninguna información enviada de uno a otro. En cambio, si se observa o revela el estado cuántico de un objeto, también se conoce automáticamente el estado cuántico de su pareja enredada. No importa qué tan lejos estén separados porque la información no está viajando.

En este caso, las vibraciones reticulares son los objetos cuánticos que se enredan. Hay límites en el tiempo enredado a medida que crece el tamaño de los objetos. Para este experimento, los objetos se enredan solo durante [matemáticas] 10 ^ {- 12} [/ matemáticas] segundos. El experimento ha sido analizado por este grupo de investigadores http://arxiv.org/pdf/1601.07927.pdf

Seré breve y posiblemente conciso en esta respuesta.

No hubo comunicación en los años luz.

La comunicación se produjo en la división del par cuántico.

Cuando la mitad del par cuántico viajó años luz, a velocidades relativistas normales y duración del viaje, retuvo ese estado / información de esa comunicación original en el momento de la división cuántica.

Cuando se ve la mitad del estado del par, se puede deducir la otra mitad.

Como ninguno de los dos se conocía hasta que uno de ellos fue visto, no hubo comunicaciones a lo largo de los años luz. Tampoco hubo comunicación entre los dos; las dos partículas simplemente retuvieron sus estados durante la separación y el viaje.

Nadie puede explicarlo realmente, pero definitivamente es una cosa. Los dos objetos están conectados por un enlace transluminal, pero el enlace solo transmite información aleatoria, por lo que es inútil como método de comunicación. Muy inteligente de la naturaleza. De todos modos, las personas inteligentes han trabajado en esto durante muchas décadas y no han presentado buenas explicaciones o aplicaciones, excepto tal vez para una comunicación segura de algún tipo.

El entrelazamiento cuántico tiene que ver con el comportamiento de dos partículas cuando se enredan, se originan en la misma fuente y luego la medición se realiza en ellas a distancias muy lejanas. Es fácil entender el concepto de entrelazamiento cuántico.

Supongamos que hay dos amigos, Alice y Bob. Ambos tienen dos bolas de color rojo y verde en sus bolsillos. Ahora, Alice va a Nueva Zelanda y Bob va a Antártica junto con las bolas.

Después de que ambos llegan allí, Alice saca una pelota al azar de su bolsillo. Ella consiguió la bola de color rojo. Ahora, cuando Bob saca una bola al azar de su bolsillo, seguramente obtendrá a Green. Si Alice saca la bola verde de su bolsillo, Bob obtendrá a Red con seguridad.

Estas dos bolas son cuánticas enredadas. Tan pronto como Alice eligió una pelota al azar de su bolsillo, ya se sabía cuál sería el resultado. Si Alice midió el rojo, Bob siempre medirá el verde y viceversa. Pase lo que pase en uno, afecta al otro. Cualquiera que sea el color de la bola que Alice encuentre, Bob siempre encontrará lo contrario. De hecho, fue una acción espeluznante a distancia, como dijo Einstein.

Se suponía que, con seguridad, el intercambio de información ocurre más rápido que la velocidad de la luz. Pase lo que pase en uno, afectará al otro con seguridad, no importa si están a muchos años luz de distancia. Todavía es un misterio descubrir si efectivamente el intercambio de información ocurre a tal ritmo. Si es posible, eso no significa que haya posibilidades de telepatía y todo. Bueno, las preguntas siguen sin respuesta sobre el concepto de intercambio de información entre dos partículas a mayor velocidad.