¿Por qué es misterioso el enredo cuántico? Tengo dos cajas, una con una bola negra y otra blanca. Separo las dos cajas. Cuando veo el color de la pelota en el primer cuadro, sé el color de la pelota en el segundo cuadro. ¿Me estoy perdiendo de algo?

Para los físicos no es misterioso en absoluto, como expliqué en detalle en mi respuesta a ¿Qué es el enredo cuántico?

La razón por la que el público en general lo considera misterioso es que a los físicos que escriben libros de ciencia populares les gusta decir que es misterioso para inducir una sensación de asombro y asombro en el lector. Lo cual no es algo malo en principio, excepto que conduce a conceptos erróneos comunes que de otro modo podrían haberse evitado fácilmente.

Por ejemplo, a los físicos que explican el enredo cuántico al público en general les gusta decir que el fenómeno requiere una comunicación más rápida que la luz entre partículas “contrario a lo que dijo Einstein” (consejo: mencionar Einstein te da 10 puntos, pero insinúa que Einstein ” estaba equivocado “te da 50 puntos!). En realidad, es un hecho físico establecido, aceptado por todos los físicos, que ninguna comunicación más rápida que la luz realmente tiene lugar en el contexto del enredo cuántico.

Ahora, la explicación que proporcionó en los detalles de la pregunta es solo una posible explicación para el entrelazamiento cuántico, que pertenece a una clase de interpretaciones de la mecánica cuántica llamadas “teorías de variables ocultas”. En esta clase de interpretaciones, la mecánica cuántica es de hecho determinista y los resultados parecen ser probabilísticos solo porque hay algunas variables suplementarias (“ocultas”) que no conocemos. Un ejemplo de una teoría prominente de variables ocultas es la teoría de De Broglie-Bohm. Sin embargo, debe saber que hay muchas otras posibles interpretaciones y explicaciones que son muy diferentes de la que proporcionó.

No obstante, independientemente de las diversas interpretaciones, el fenómeno del enredo cuántico es matemáticamente bastante directo y los físicos lo entienden muy bien. De hecho, los físicos que trabajan en áreas como la información cuántica y la computación usan regularmente el entrelazamiento cuántico en el laboratorio como herramienta o recurso, tan mundano y no misterioso como un láser o un divisor de haz.

A2A:
Prefiero la siguiente analogía: imagina que tienes un trozo de cuerda, de longitud conocida. Lo cortas en dos pedazos y lo envías a dos observadores distantes. Al recibirlos, cada uno de ellos puede medir la longitud de su pieza y, dado que él conoce la longitud de toda la cuerda, inmediatamente sabe la longitud de la otra pieza. Nada misterioso en eso.

Pero en mecánica cuántica, parece que puedes hacer el experimento descrito sin cortar la cuerda . La cuerda se corta solo en el momento en que uno de tus amigos lejanos desempaqueta y la mide. Hasta ese momento, no se decide cuánto durarán las piezas recibidas por ambos amigos. Y esto es un poco espeluznante: las longitudes de ambas piezas siempre se sumarán a la longitud de la cadena completa, incluso a través de cada una de ellas está indeciso hasta que se desempaquetan y miden.

Puede preguntar cómo sabemos que las longitudes de las piezas están indecisas antes de que se midan. Bueno, eso es lo que nos muestran los experimentos que prueban las desigualdades de Bell.

¡Intentaré proporcionar la descripción más simple y precisa de lo que es el enredo! Usaré el término “mirar” como sinónimo de “medir, observar o molestar”. Ahora supongamos que tengo dos monedas enredadas, A y B, que están pintadas con un 1 para caras y -1 para colas. Ahora, para comenzar, hago que estas monedas estén sesgadas de modo que cuando miro A siempre tenga cara y B siempre quede cruz.

Obviamente, si volteo A diez veces y miro la respuesta, obtengo {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1}. Del mismo modo, para BI verá {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1}. Ahora suponga que tomo el valor que veo para A más el valor que veo para B y formo dos números tomando la suma y la diferencia. Por supuesto, aburrido ……, obtengo respectivamente {0,0, ….} Por la suma y {2,2,2, ….} Por la diferencia.

Ahora para la parte asombrosa. Supongamos que no miro la respuesta al primer lanzamiento de moneda para ambas monedas. Sé exactamente cuál habría sido la respuesta si hubiera mirado, pero elijo no mirar. [Tengo éxito en sumar y restar sin mirar usando mi confiable computadora cuántica que suma y resta pero no molesta.] ¿Entonces obtengo {0,0, …} y {2,2,2, ….}? No , obtengo {0,0,2,0,2,2,0} y {2,2,0,2,0, ..}. En otras palabras , obtengo el resultado de un lanzamiento de moneda aleatorio ordinario.

Además, y quizás más impactante, si repito el mismo cálculo de suma y diferencia con este resultado de lanzamiento de moneda perfectamente aleatorio, sin mirar, y divido el resultado entre 2, obtengo nuevamente {1,1,1,1,1,1,1 , 1,1,1} y {-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1}.

¡Este experimento se ha llevado a cabo miles de millones de veces y aún no ha fallado! ¿Asombrado?

añadido el 9/1/2017 ver ¿Por qué el enredo cuántico es “espeluznante”? – un punto de vista estadístico de Allan Steinhardt en The Academic Blog para más detalles

En su analogía, que no está lejos de ser una buena analogía, en realidad se está perdiendo el “espectro cuántico” del experimento.

Según su analogía, está claro que no hay transmisión de información “más rápida que la luz” u otras “acciones no locales a distancia”. Es solo una correlación estándar entre dos resultados.

Pero para ir más allá en su analogía, debe considerar que dentro de cada cuadro, y antes de mirar dentro, realmente tiene una superposición cuántica de las dos bolas, en blanco y negro.

Entonces tienes para tu experimento:
– Casilla A antes de la medición: bolas blancas y negras
– Casilla B antes de la medición: bolas blancas y negras

En su opinión, tendría una bola “negra o blanca” en cada cuadro.

Ahora, se realiza una medición en la casilla A (se abre la casilla A)

– Casilla A después de la medición de la Casilla A: bola negra (supongamos que se encuentra una bola negra)

Debido a la correlación o enredo entre cada bola, sabes que tienes lo contrario para la casilla B.

– Casilla B después de la medición de la Casilla A: bola blanca (opuesta a la Casilla A)

Entonces, esto parece extraño porque el cuadro B no se ha abierto (medido directamente), y parece que la superposición cuántica dentro de este cuadro desapareció con la medición del cuadro A.
Entonces, ¿la medición de la casilla A afecta instantáneamente el estado de la casilla B?

Tenga en cuenta que todavía no se transfiere información instantáneamente, porque el experimentador en el Cuadro B no conoce los resultados del Cuadro A. Por lo tanto, desde su punto de vista, todavía hay una superposición de las dos bolas en el Cuadro B y en el Cuadro A. Así que sus propias predicciones cuánticas se detienen.

El enredo es más extraño que la situación que describiste anteriormente, porque las bolas cuánticas enredadas probablemente NO tengan realmente un color hasta la medición. No eran solo negros o blancos hasta que los observaste. Existían en una extraña superposición de estados, y asumen sus estados en la medición aparentemente de forma instantánea a través del espacio, lo que probablemente implica la transferencia de información que viola el límite de velocidad de la luz.

Déjame explicarte más. En su ejemplo, asume que las bolas definitivamente asumieron uno de los dos colores, negro o blanco, y simplemente no sabíamos sobre este estado real, antes de la medición. Esta es la premisa de las interpretaciones de ‘variables ocultas’ de la mecánica cuántica que intentan afirmar que los objetos enredados ya existían en un estado definido, hasta que medimos eso. Aquí tampoco hay violación del límite de velocidad de la luz. Sin embargo, las correlaciones cuánticas parecen ser “más fundamentales”, ya que las bolas NO parecen tener ningún color hasta que se miden, y uno solo puede hablar realmente de que el estado es el de una superposición de colores, en un sentido probabilístico. Ahora, resulta que, el primer caso donde las bolas ya tenían un color antes de la medición y el último caso donde existían en una superposición, tienen ‘diferentes correlaciones probabilísticas’ y esto se puede medir . La desigualdad de Bell muestra que hay casos en el último escenario que no ocurren en el primero, y esto podría, de hecho, ser medido experimentalmente por un aparato suficientemente cuidadoso (estudiando la correlación de un gran número de mediciones).

Aunque no es del todo concluyente, los experimentos parecen sugerir fuertemente que las correlaciones cuánticas de hecho violan la desigualdad de Bell. En otras palabras, las variables ocultas proporcionan una explicación insuficiente (la pelota existe en una superposición de estados y no puede haber tenido un estado concreto antes de la medición), o se viola el límite de velocidad de la luz (los estados, al medir, colapsan instantáneamente en el espacio ), o ambos. Esto está realmente en el corazón de la “extrañeza cuántica”. es decir, lo más extraño del enredo cuántico (que sabemos es cierto, basado en la verificación experimental), es que necesariamente parece implicar una violación del ‘realismo local’ (localidad – límite de velocidad de la luz, realismo – las bolas realmente Tenía un color). Esto es lo que ejemplifican las paradojas como el gato de Schroedinger.

La “correlación cuántica” entre entidades enredadas resulta ser “más fuerte” que el caso que usted explicó anteriormente.

El entrelazamiento cuántico parece extraño debido a nuestra creencia de que hay partículas y ondas en una arena de espacio y tiempo tridimensional. Naturalmente creemos eso porque es nuestra experiencia directa con nuestro mundo. Sin embargo, la física cuántica explica esa experiencia en un reino donde, como lo expresó Feynman, nada es como una partícula u onda, y el tiempo y el espacio son relativos, no absolutos.

En el famoso argumento entre Einstein y Heisenberg sobre la existencia de un electrón, ambos tenían razón. Ciertamente, el electrón existe en nuestra experiencia, pero en el mundo cuántico son simplemente un patrón posiblemente exhibido periódicamente por un sistema sin existencia entre encarnaciones sistemáticas y el patrón cada vez es exhibido por diferentes energías y no se puede decir que sea el mismo electrón fundamentalmente. .

Lo que llamamos un fotón es una partícula imaginaria que representa un intercambio de momento distrete bidimensional entre electrones discretos de 2 dimensiones a través de una distancia que puede parecer excelente desde nuestra perspectiva relativa, pero en el marco del fotón es cero, excluyendo la noción de espeluznante acción a distancia si elegimos ningún marco preferido. Pero incluso Einstein aparentemente prefería el marco de nuestra experiencia donde la distancia no era cero y la llamaba acción espeluznante a distancia.

No se determina exactamente cómo se asignarán las 2 dimensiones discretas en nuestra dimensión 3 hasta después de la interacción. Cada interacción 2D solo tiene una orientación binaria en nuestras 3 dimensiones. No importa qué ángulo midamos en 3D obtendremos un sí o un no. Los ángulos de orientación más finos en el espacio 3D están en proceso de ser construidos por gazzilions de estas discriminaciones binarias. Las correlaciones distantes atestiguan el hecho de que la respuesta que obtenemos aquí o allá, sin importar el ángulo que midamos, no sorprendentemente debe ser consistente en las 2 dimensiones de la interacción.

Ver la respuesta de Jim Whitescarver a ¿Qué es el enredo cuántico? para más información sobre por qué esto no es extraño, pero lo parece porque viola la noción de la dualidad cartesiana que separa lo físico de lo mental.

Porque la física moderna se ha detenido a la velocidad límite de la luz y los fenómenos observables (o detectables). Significa que la mecánica cuántica relativista funciona bien a escalas cuánticas y a alta velocidad cerca de la velocidad de la luz, pero no puede trabajar más allá de eso, se ha detenido en el límite entre la velocidad de la luz y más rápido que la luz.

Además, en la física moderna, el gravitón es una partícula elemental hipotética que media la fuerza de la gravitación en el marco de la teoría cuántica de campos. Si existe, el gravitón debe ser sin masa (porque la fuerza gravitacional tiene un rango ilimitado) y debe tener un giro de 2 que se mueva con velocidad c.

Pero no hay consenso sobre la velocidad del gravitón. Algunos dicen que nada se mueve más rápido que la velocidad de la luz, incluso los gravitones, otros dicen que el agujero negro tiene efectos gravitacionales y los efectos de la gravedad de los gravitones enviados, por lo que el gravitón debe viajar más rápido que la luz.

Pero la física moderna no es el fin de las teorías físicas, debe desarrollarse. Sobre el gravitón, tanto teórica como empíricamente, estamos en condiciones de poder reconsiderar la velocidad del gravitón y alcanzar un resultado aceptable. El desplazamiento al azul gravitacional (y el desplazamiento al rojo) muestra que existe una relación perspicaz entre el gravitón y el fotón.

En mecánica cuántica, el concepto de una partícula puntual se complica por el principio de incertidumbre de Heisenberg, porque incluso una partícula elemental, sin estructura interna, ocupa un volumen distinto de cero. Según la mecánica cuántica de que el fotón y el electrón son partículas no estructuradas, no podemos responder las preguntas sin respuesta.

Hay muchos artículos que muestran que el fotón tiene una masa límite superior y carga eléctrica, que son consistentes con las observaciones experimentales. Las teorías y experimentos no se han limitado a fotones y también se incluirán gravitones. Para la gravedad ha habido debates vigorosos sobre incluso el concepto de masa de reposo de gravitones.

En las últimas décadas, se discute la estructura del fotón y los físicos están estudiando la estructura del fotón. Alguna evidencia muestra que el fotón consiste en cargas positivas y negativas. Además, un nuevo experimento muestra que la probabilidad de absorción en cada momento depende de la forma del fotón, también los fotones tienen unos 4 metros de largo, lo que es incompatible con el concepto no estructurado.

Para estudiar y comprender la estructura del fotón, necesitamos describir la relación entre la frecuencia y la energía del fotón. El cambio de frecuencia del fotón en el campo gravitacional ha sido demostrado por el experimento Pound-Rebka. Cuando el fotón cae una distancia igual y hacia la tierra, de acuerdo con la ley de conservación de la energía tenemos:

Cargas de color y color magnético

Un fotón con la energía más baja posible también transporta campos eléctricos y magnéticos. Por lo tanto, las características de los gravitones ingresados ​​en la estructura del fotón deben comportarse de una manera que, junto con la explicación de la energía del fotón, describa el aumento en la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos. En otras palabras, algunos de estos gravitones aumentan el campo eléctrico de los fotones y otros gravitones aumentan la intensidad de los campos magnéticos. Además, no solo un fotón en el nivel más bajo de su energía está formado por algunos de los gravitones, sino que también sus miembros formados tienen propiedades eléctricas y magnéticas que se llaman carga de color y color magnético en la teoría CPH. El siguiente paso es especificar las cargas de color y los colores magnéticos en los que se obtiene prestando atención al menos al cambio en la energía del fotón en un campo gravitacional mientras se mueve hacia el cambio de gravedad azul.

Al producir campos eléctricos positivos y negativos, se forman dos campos magnéticos alrededor de los campos eléctricos que se forman. Por lo tanto, se harán dos grupos de colores magnéticos. Entonces la matriz CPH se define de la siguiente manera:

La matriz CPH muestra la energía de menor magnitud de un fotón.

Energía Sub-Cuántica (SQE)

Utilizamos la matriz CPH para definir energías sub cuánticas positivas y negativas de la siguiente manera: la primera columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica positiva y la segunda columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica negativa, entonces;

La cantidad de velocidad y energía de las energías sub cuánticas positivas y negativas son iguales, y la diferencia entre ellas solo está en el signo de sus cargas de color y dirección de flujo de color magnético.

Fotones virtuales

Hay dos tipos de fotones virtuales, fotones virtuales positivos y negativos que se definen de la siguiente manera:

Un fotón real está formado por un fotón virtual positivo y un fotón virtual negativo:

Allí, n y k son números naturales. Hasta ahora, la producción de energía electromagnética (fotones) se describió utilizando el desplazamiento azul gravitacional, en fenómenos inversos, los fotones se descomponen en fotones virtuales negativos y positivos. En el desplazamiento al rojo, los fotones virtuales también se descomponen en energías sub cuánticas positivas y negativas ( SQE s), y las energías sub cuánticas (SQE) también se descomponen en cargas de color y colores magnéticos. Las cargas de color y los colores magnéticos se separan, pierden su efecto entre sí y se convierten en gravitones. Además, existe una relación entre el número de SQEs en la estructura del fotón y la energía (también frecuencia) del fotón.

Entonces, los fotones son una combinación de fotones virtuales positivos y negativos. El fotón es un dipolo eléctrico muy débil que es consistente con la experiencia y se afirman estos artículos. Además, esta propiedad del fotón (dipolo eléctrico muy débil) puede describir la energía de absorción y emisión por partículas cargadas.

Principio de Graviton

Graviton es la unidad de energía más minúscula con masa constante m (G) que se mueve con una magnitud constante de velocidad V (G) de modo que V (G)> c, en todos los marcos de referencia inerciales. Cualquier interacción entre el gravitón y otras partículas existentes representa un momento de inercia I donde la magnitud de V (G) permanece constante y nunca cambia. Por lo tanto;

Basado en el principio de gravitón, la velocidad total de la velocidad de transmisión y la no transmisión de gravitón es constante. Además, la energía de transmisión total y la no transmisión de gravitón es constante, de modo que:

Como la masa y la velocidad del gravitón son constantes, su energía permanece constante y solo su energía de transmisión cambia a energía de no transmisión y viceversa. Los gravitones se combinan entre sí y producen grandes cantidades de cuantos de energía, y la energía se convierte en materia y antimateria. De hecho, todo se ha formado de gravitón. Este enfoque del gravitón nos ayuda a describir el vacío cuántico y generalizar las ecuaciones de Maxwell desde el electromagnetismo hasta el campo gravitacional.

Principio de energía sub-cuántica

Un SQE es una energía muy pequeña con masa NRP (partícula en condición de reposo) m (SQE) que se mueve con velocidad V (SQE)> c en relación con el marco de referencia inercial y en cada interacción entre SQE s con otras partículas o campos, la velocidad el valor de SQE permanece constante; como en cada condición física que tenemos;

El principio de SQE muestra que en cada condición la masa, la energía y la cantidad de velocidad de SQE permanecen constantes, y solo la velocidad de transmisión V (SQET) y la energía

de SQE se convierten a su velocidad de no transmisión V (SQES) y energía E (SQES), y viceversa. Entonces tenemos;

Velocidad de la luz

De acuerdo con el principio de Relatividad Especial, la velocidad de la luz en el vacío es constante e igual a c para todos los observadores de inercia, y es independiente de la fuente de luz. ¿Cómo podemos concluir este principio utilizando el principio de energía sub cuántica? Primero, de acuerdo con el principio de SQE (que también es el resultado del principio de gravitón), la cantidad de la velocidad lineal de SQE depende de la interacción entre SQE y las otras partículas (o campos) en el medio. Entonces, en un vacío, el fotón (luz) no tiene interacción con otras partículas o campos fuera de la estructura del fotón (suponga que el efecto gravitacional del vacío es insignificante), por lo tanto, la velocidad lineal de los SQE en la estructura de los fotones es constante y igual a v (SQE) = c. Además, la velocidad lineal de los fotones virtuales en el vacío es la misma cantidad de c . En general, muestremos la velocidad de los fotones como v (luz), cambia de un entorno a otro que en un vacío es c , significa que la velocidad de la luz en el vacío también es v (luz) = c. Así que eso:

Por lo tanto, la velocidad lineal del fotón depende de las condiciones ambientales. Igual que los gravitones y la energía sub cuántica, pero la cantidad total de velocidad de transmisión y velocidad de no transmisión del fotón es constante y es igual a v (luz), al cambiar las condiciones ambientales, como el fotón entra al agua, una parte de su velocidad lineal se convierte en velocidad no lineal y en este caso tenemos v (luz)

Como muestra el principio de la energía sub cuántica, la velocidad de transmisión total y la velocidad de no transmisión de SQE es siempre constante en relación con el marco de referencia inercial y es una propiedad intrínseca de la naturaleza, que también se ve afectada por el principio de gravitón, porque SQE de se hacen gravitones. Entonces, la cantidad de velocidad de transmisión (en este caso, la velocidad lineal) de SQE es independiente de la fuente de luz del emisor.

Sin embargo, realidades físicas como la energía del vacío y los fotones virtuales indican que la velocidad de la luz y las partículas observables no es el fin de los espacios físicos. En este texto escrito, se investigaron y analizaron tres espacios físicos:

1- espacio-tiempo real; todo se mueve con velocidad v

2- espacio-tiempo virtual; también se llama energía sub cuántica (SQE). Cada partícula, como la partícula virtual, es explicable en el espacio-tiempo virtual. El tiempo es una ilusión para todo lo que existe en el espacio-tiempo virtual.

3- espacio no obvio; todo como el gravitón no es directamente (también indirectamente) detectable en un espacio no obvio. Pero, su existencia y propiedades se pueden encontrar de sus efectos. El tiempo no existe en el espacio no obvio.

Fórmula de Minkowski y tiempo físico

Nuestras observaciones y experiencias físicas son limitantes del universo visible o de las leyes del espacio-tiempo. Porque el ser humano y sus herramientas están formados por el ser del espacio-tiempo y obedecen las leyes del espacio-tiempo. Ahora centrémonos en la velocidad y el impulso de los fotones reales y virtuales, y usemos un intervalo similar al de la luz dado por;

Las líneas mundiales de partículas virtuales relativas a un observador inercial en el marco (x, y, z, t) (argumentando no directamente) en el espacio-tiempo de Minkowski se pueden escribir de la siguiente manera:

La línea mundial de fotones es el límite del espacio-tiempo real, la línea mundial de otras partículas como el electrón que se mueve con velocidad v

La línea mundial de otro ser físico, como el fotón virtual y el gravitón, está fuera del espacio-tiempo real. Cuando la velocidad de transmisión de SQE, V (SQE) = c, aparecen partículas virtuales en el espacio-tiempo real, es detectable indirectamente (en la estructura de los fotones). Cuando V (SQE)

Cada ser físico visible (detectable) se descompone, también todas las partículas virtuales también se descomponen. Pero el gravitón no se descompone, en otras palabras; el tiempo no pasa de gravitón; La razón es que el gravitón no se descompone en otro ser físico. Si el gravitón no experimenta el “paso del tiempo”, entonces, ¿qué significa el parámetro t en la ecuación del espacio no obvio? Esta ecuación es una suposición, para un observador inercial en el espacio-tiempo real. Lo anterior no es la única opción, se discute el imaginario de la fórmula de Minkowski. Si un gravitón escribe su ecuación de línea mundial, tal vez sea lo siguiente:

La vida de Graviton es independiente del tiempo. Existe y se mueve en un espacio imaginario que para el ser humano no es concebible. Graviton transporta información y se mueve mucho más rápido que la velocidad de la luz. Según cargas de color y color magnético.

La relatividad (tanto SR como GR) está relacionada con los marcos de referencia, significa que la relatividad está hablando de lo que sucede en los marcos de referencia. En otras palabras, la relatividad explica lo que observan los observadores. En SR, las leyes de la física y la velocidad de la luz en el vacío son las mismas en todos los marcos de referencia inerciales.

“La relatividad especial muestra que el tiempo se ralentiza para cualquier cosa en movimiento, incluidas las personas. Cuanto más rápido vamos, más se ve afectado el tiempo”.

¿Por qué “el tiempo se ralentiza”? La relatividad no responde. Pero dilatación del tiempo consistente con las experiencias. Por otro lado, la mecánica cuántica describe el comportamiento de las partículas de materia y sus interacciones con la energía en la escala de partículas subatómicas. La mecánica cuántica y la relatividad tienen sus propios elementos, describen la forma de interacción entre ellos y tienen una visión especial de la cantidad de tiempo.

La relatividad y la mecánica cuántica “generalmente se prueban, están ampliamente separadas, sus principios fundamentales rara vez se estudian conjuntamente”.

Debido a esta razón, existe la duda de que el enredo es la esencia de la rareza cuántica o es la esencia de la geometría del espacio-tiempo. De hecho, el gravitón (también, las cargas de color y el imán de color) es información pura que, para un observador real, se mueve con velocidad infinita.

Entrelazamiento cuántico

Todas las partículas son gravitones de intercambio constante (y cargas de color) que se mueven más rápido que la velocidad de la luz. Cuando una carga de color llega a la partícula A desde la partícula B, la partícula A reacciona a la partícula B, lo mismo ocurre con la partícula B, por lo que se enredan.

Además, la entropía de un sistema está difundiendo información. Una estrella irradia debido a su poder inherente en el que nos lleva a notar su existencia y características físicas. La información relacionada con una estrella se puede revelar a través de los fotones, que emite. Por lo tanto, podemos revelar y comprender para un fotón tanto su existencia como sus propiedades cuando lo observamos directamente mediante un fotón real o podemos revelarlo a través de un fotón virtual que es emitido por un electrón. Estas revelaciones están relacionadas con el universo obvio, pero la información relacionada con la existencia y las propiedades de las partículas fundamentales también se propagan por los gravitones con una velocidad más rápida que la velocidad de la luz. Como sabemos, los siguientes elementos no son observables para nosotros porque:

Por lo tanto, el entrelazamiento cuántico es explicable en un espacio no obvio. Una conclusión importante de esta discusión será la siguiente:

En un universo obvio, el tiempo físico no existe, independientemente de la materia (energía). Siempre que se trata de “tiempo”, se asocia un reloj, porque el ser humano también tiene una existencia física y, en consecuencia, él / ella también es un reloj. Por otro lado, se hace una existencia física (capaz de ser obvia) en su propio espacio, y en el momento en que se crea, comienza su tiempo. Por lo tanto, el hombre también es un reloj y cuando hablamos de la naturaleza del tiempo, además de comparar el ritmo del movimiento de los relojes, nada más es explicable en física.

Sí, te estás olvidando de algo. Estás hablando de correlación. El enredo cuántico es un poco más que eso. Si tienes 7 minutos de sobra, mira esto para obtener una excelente explicación:

O lea sobre la “desigualdad de Bell” (advertencia: esto tomará más de 7 minutos).

No funciona de esa manera.

Paso uno.

No puedes decidir qué bolas usar.

Puede abrir el primer cuadro y ver una bola roja. Ya sabes, debido a que las bolas están enredadas, la otra bola será verde (cian si quieres ser preciso). Hazlo de nuevo y te pondrás amarillo y azul. O blanco y negro. En todos los casos los dos son colores complementarios. Claramente, un par de bolas no puede ser cada par de colores complementarios a la vez.

Pero quizás tengan un recubrimiento especial controlado por un artilugio electrónico dentro de la pelota. Antes de separarlos, acordaron qué colores complementarios mostrarían.

Así que no hay misterio todavía.

Segundo paso.

Puede decirles qué colores complementarios deben mostrar. Usted sabe por experiencia que puede hacer esto. Puede forzar que la bola sea roja o verde y saber con certeza que la otra bola será del color complementario.

Esto se está volviendo complicado: las bolas ahora deben tener un artilugio electrónico que tenga una respuesta predeterminada para cada par de colores. Dada una opción verde / roja, la primera bola se mostrará roja. Dado amarillo / azul, elegirá amarillo. Entonces es más complicado pero se puede hacer.

Aún no hay misterio.

Paso tres.

Decides que verás diferentes pares de colores. Si elige rojo / verde para la primera bola y se muestra roja, entonces para la otra bola si elige naranja / azul-verde, casi siempre se mostrará azul-verde. Y si elige amarillo / azul, casi siempre se mostrará azul.

Nada misterioso sobre esto tampoco.

Paso cuatro

Nada misterioso, hasta que le pones algunos números. Esta vez se desata el infierno. La regla es que para los pasos vecinos en color, hay una falta de coincidencia, por ejemplo, el 1% del tiempo. Pero para dos pasos sube al 4%. Un artilugio de color no puede explicar esto.

Por qué no? El par de colores en el medio no coincide con sus dos vecinos el 1% del tiempo, por lo que lo máximo que pueden no coincidir es el 2%. Pero en realidad es del 4%.

Puede que tenga que masticar eso, pero es la parte más importante de toda la historia. Muchos físicos profesionales se equivocan …

La ÚNICA forma de dar cuenta de esto (en todo menos en el paradigma de Muchos Mundos) es asumir que la segunda bola sabe qué se le preguntó a la primera y cuál fue el resultado. Luego puede ajustar sus probabilidades para hacer que la falta de coincidencia sea lo que sea necesario.

Paso cinco

Y es por eso que el enredo se considera misterioso. Las correlaciones siguen una regla cuadrática que los artilugios locales no pueden tener en cuenta sin importar cuán inteligentes sean. Si no me cree, intente diseñar una regla que las bolas puedan acordar por adelantado y que no requiera el conocimiento del par de colores elegido para la otra bola.

Simplemente ponga los pares de colores en orden, llámelo ABC. Los desajustes para AB son los mismos que para BC. Su misión, si elige aceptarla, es encontrar una fórmula o algoritmo que haga que los desajustes para AC sean más que los otros dos juntos.

Es imposible.

Porque ninguna teoría local de variables ocultas puede explicarlo. Lo que esto significa es que el enredo demuestra que las partículas realmente no tienen propiedades hasta que se miden. (De hecho, las partículas no tienen propiedades incluso después de haberlas medido; es un enredo hasta el fondo. Pero esa es otra historia). La explicación más accesible de todo esto que he encontrado es el excelente libro de David Mermin, “Bojums Todo el camino a través.”

Boojums All the Way through: Communicating Science in a Prosaic Age: N. David Mermin: 9780521388801: Amazon.com: Books

Capítulo 12 en particular.

El punto señalado en el documento de Einstein-Podolski-Rosen fue que medir una de las dos partículas enredadas dio como resultado que la propiedad conjugada de otras partículas se volviera indeterminada. La posición y el momento son propiedades conjugadas, por ejemplo. El efecto no puede explicarse en términos clásicos.

“Hay dos formas estándar que las personas usan para describir los estados enredados y su medición. Ambas tienen sus aspectos positivos, pero ambas son incorrectas y pueden conducir a malentendidos”.

[Que las partículas solo tienen estados internos desconocidos.]

“Sin embargo, este punto de vista no puede explicar los resultados de las mediciones con respecto a una base diferente. De hecho, Bell demostró que cualquier teoría local de variables ocultas predice que ciertas mediciones satisfarán una desigualdad, conocida como la desigualdad de Bell”.

“La segunda descripción estándar es en términos de causa y efecto. Por ejemplo, dijimos anteriormente que una medición realizada por Alice afecta a una medición realizada por Bob. Sin embargo, esta visión también es incorrecta y resulta, como reconocieron Einstein, Podolsky y Rosen , en inconsistencias profundas cuando se combina con la teoría de la relatividad ”

citado de [quant-ph / 9809016] Una introducción a la computación cuántica para no físicos por Eleanor Rieffel y Wolfgang Polak

Continúan explicando que las partículas enredadas simplemente comparten un solo estado cuántico. A diferencia de las bolas de colores, ambas reaccionan a la medición cuando se mide una de las dos.

Si bien una mirada casual a la mecánica cuántica puede parecer una probabilidad estándar, los efectos son mucho más extraños. En tu ejemplo de enredo anterior, no es solo que no sabes en qué estado se encuentra la pelota; es que es literalmente ambos hasta que lo midas. Antes de comprender el enredo y ver por qué es extraño, debe comprender la superposición.
Los estados cuánticos pueden estar en una superposición, donde tienen múltiples estados hasta que se mida. Tomemos un electrón. Lo disparamos a una pantalla que detectará dónde golpea. Si pasamos nuestro electrón a través de una rendija doble, entonces el electrón tomó la rendija derecha o la división izquierda; No sabemos cual.
Sin embargo, veremos un patrón de interferencia, donde los picos de los canales de 2 ondas se alinean, creando patrones de bandas. Incluso con fuerza disparamos un electrón, una sola partícula. Bueno, los electrones, como todas las partículas, se comportan como una onda. Entonces, las ondas del electrón interfieren, cancelando en áreas. Pero solo teníamos 1 electrón; ¿con qué podría estar interfiriendo? Interfiere consigo mismo.
Cuando pasa a través de las rendijas, en realidad pasa a través de ambas rendijas. Su camino es una superposición de viajar a través de la ranura izquierda y la ranura derecha. Esta superposición le permite interferir consigo mismo. Si mide qué camino toma, rompe la superposición, le da un valor concreto, y no puede interferir consigo mismo, y el patrón de interferencia desaparece.
Entonces, como principio general, es importante entender que los conceptos cuánticos como estar en una superposición no es solo decir “no sabemos, por lo que es aleatorio”, es decir que “está en una combinación de estados y tomará en un valor particular al azar cuando se observa “.
Entonces, en el caso de enredos, no solo tenemos algo en una superposición, tenemos múltiples cosas en una superposición. Están vinculados Usando nuestra analogía de la pelota, ambas cajas contienen una pelota que es tanto negra como blanca, pero que en realidad es blanca y negra. Las superposiciones son idénticas, excepto que siempre serán lo contrario.
Al abrir el cuadro para ver el color, se establece ese color. Cuando miremos la otra caja, sabremos cuál será su color, al abrir esta caja.
Digamos que tomamos nuestras dos cajas, y viajamos 1 año luz aparte. Tienes una de las cajas enredadas, yo tengo la otra. Está en la superposición, siendo blanco y negro, como el tuyo. Abrimos nuestras cajas al mismo tiempo, un año luz aparte. Encuentro una bola blanca, tú encuentras una negra. No llevé una bola blanca hasta aquí, ni tú llevaste una bola negra. El mío no era blanco hasta que abrí la caja. Sin embargo, cuando nos reunimos de nuevo, se garantiza que tendremos resultados opuestos.

Las correlaciones cuánticas no son tan triviales. El punto es que una explicación tan simple, que no requiere una comunicación más rápida que la luz para la explicación, no es posible. Vea aquí mi intento de dar una descripción popular de por qué.

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La idea detrás del enredo cuántico es que las partículas muy separadas parecen comunicarse instantáneamente, es decir, las partículas separadas parecen seguir instrucciones sincronizadas.

Los experimentos han demostrado que, un par de electrones creados juntos, estarán en diferentes estados de espín (la noción mecánica cuántica de espín no tiene un análogo clásico; por el momento, piense intuitivamente que es similar al espín diario de la Tierra sobre su eje de rotación). Suponga que el par se separa y se envía en diferentes direcciones sin primero “verificar” su giro. Una vez que están separados, si se verifica el giro de uno, entonces se ve que la otra partícula asume inmediatamente el estado de giro opuesto.

Esta observación parece indicar que partes muy separadas del universo podrían estar estrechamente conectadas e inmediatamente. Esto viola las leyes fundamentales de la relatividad especial, que ninguna influencia puede viajar más rápido que la luz. La imposibilidad de la transferencia instantánea de información da lugar al postulado filosófico del realismo local: un objeto está influenciado directamente solo por su entorno inmediato. Los físicos usan los términos “no localidad” y “acción fantasmagórica a distancia” para describir los escenarios en los que el postulado parece ser violado.

Muchos físicos continúan tratando de encontrar un mecanismo en el que la configuración de un aparato experimental pueda influir en la lectura de un instrumento posiblemente remoto. Como se ve dentro del contexto más amplio de la mecánica cuántica, esto lleva a preguntarse si el comportamiento aleatorio de un sistema mecánico cuántico es un aspecto fundamental de la naturaleza, o como resultado de nuestro conocimiento incompleto de las propiedades del sistema. ¿La mecánica cuántica en sí misma es una aproximación de una teoría más sutil de “variable oculta”? ¿Sería completamente predecible el comportamiento mecánico cuántico si supiéramos la naturaleza de cantidades precisas pero aún desconocidas? (La famosa paradoja de Einstein – Podolsky – Russell plantea tal sugerencia).

En 1964, el físico irlandés John Bell demostró que la interpretación de las variables ocultas era inconsistente con las predicciones de la mecánica cuántica. La desigualdad de Bell proporciona un límite superior a las fortalezas que los resultados de los experimentos cuánticos no podrían explicar por una teoría que preservara la localidad. El teorema muestra que la mecánica cuántica predice violaciones de este límite para ciertos sistemas cuánticos enredados. Las predicciones de la desigualdad de Bell se han confirmado experimentalmente.

Dentro de la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica (o en lo que ha evolucionado) existe la premisa de que un par de partículas enredadas puede vivir en una superposición de dos estados y cuando se mide uno, la función de onda se colapsa para que sepa de inmediato el estado de el otro.

Primero, ¿POR QUÉ conoces el estado del otro? La respuesta a eso es simple; el enredo es requerido por la aplicación de una ley de conservación. Si tomamos el ejemplo más famoso, el de Aspect et al., ( Phys. Rev. Lett. 49 , 91-94, 1982) lo que tenemos son dos fotones. Estos se generaron a partir de un átomo de calcio excitado de modo que dos electrones se emparejaron en un orbital 4p, y estos colapsaron en un orbital 4s en secuencia, donde una vez más se emparejan. El primer fotón que se emitirá puede polarizarse de una de dos maneras, pero la polarización del segundo está determinada por la ley de conservación del momento angular. Ahora, el primer fotón, dentro de la interpretación de Copenhague, está en una superposición de las dos opciones, de ahí que también lo esté el segundo. Cuando se determina la polarización del primer fotón, la superposición se colapsa, al igual que la superposición del segundo, y el segundo se determina inmediatamente sin observación, lo que implica una acción instantánea a distancia, en violación de la relatividad. Eso es lo extraño.

Dicho esto, se podría considerar que la extrañeza desaparece si eliminamos la suposición de que el fotón estaba en una superposición de dos estados y, en cambio, cuando se generaba, tenía una probabilidad de 50/50 de estar en uno, en cuyo caso sabía en cuál estaba, pero solo lo descubrimos al observarlo. Esto generalmente se descarta argumentando que si hacemos mediciones con detectores polarizadores y rotamos los detectores, podemos mostrar que los resultados violan las desigualdades de Bell. Dado que las desigualdades de Bell son derivaciones esencialmente simples que no requieren nada más que la ley asociativa de conjuntos, si se violan, la física causal se ha derrumbado o la ley asociativa de conjuntos ya no se cumple. El último significa que todas las matemáticas están mal, por lo que podemos deshacernos de eso.

En mi opinión, ese argumento es incorrecto, la razón es que en el tipo de experimento Aspect, el término real depende del ángulo entre dos ejes de polarización de los detectores. Para que el experimento funcione, uno de los emparejamientos es exactamente el mismo que el anterior, pero rotó 22.5 grados. Mi opinión es que rotar un experimento no debería generar ningún resultado nuevo a menos que el fondo no sea rotativamente invariante, en cuyo caso obtendría un valor diferente. Dado que se obtuvo el mismo valor, de acuerdo con la ley de Malus, sostengo que no había suficientes variables verdaderas para colocar en la desigualdad de Bell y, por lo tanto, la “prueba” de no localidad falla. Hay algunas otras variaciones en este argumento, y hasta ahora, nadie me ha mostrado dónde está mal mi argumento, y hasta que alguien pueda señalar un error, estoy bastante convencido de que no se han demostrado desviaciones de las desigualdades de Bell.

Gracias por A2A. Sí, es misterioso porque el enredo funciona un poco diferente de lo que usted describe. Probemos otra anología (tenga en cuenta que esto es una analogía, una simplificación):

Usted está dando una caja mágica por un mago que contiene una bola blanca o negra. Cada vez que abres la caja, la pelota es negra o blanca. Puro al azar. Abres la caja: blanco. La próxima vez que abra la caja: blanco. La próxima vez: negro. Blanco, negro, negro, blanco, etc. No tiene idea de lo que contendrá la caja la próxima vez que la abra.

Ahora, el mago te da dos cajas en dos mesas diferentes. Vaya a la primera tabla y abra el primer cuadro varias veces y verá los mismos resultados que el anterior: negro, blanco, blanco, negro, negro, blanco, etc. No tiene idea de qué esperar a continuación. Cuando caminas hacia la otra mesa y repites el experimento obtienes los mismos resultados, blanco, negro, blanco, negro, negro, puro al azar.

Ahora eres inteligente. Primero abres la caja en la primera mesa y ves una bola negra. Caminas hacia la segunda mesa, abres la segunda caja y ves una bola blanca. Cierra ambos cuadros nuevamente y repite este experimento. Cada vez que ves una bola en un cuadro, ves el color opuesto en el otro cuadro. Este patrón lo sigues viendo incluso cuando colocas las cajas muy separadas. Blanco aquí, negro allá, negro aquí, blanco allí.

Eso es extraño. Total de resultados aleatorios de cada cuadro, pero cuando conoce un resultado, conoce el otro. Usted piensa, de alguna manera, estas bolas pueden hablar entre sí. Pero incluso cuando envías uno en una misión espacial obtienes los mismos resultados. Su caja en la Tierra sigue produciendo resultados aleatorios. El cuadro en la nave espacial produce resultados aleatorios. Pero, cuando sabes el color de una bola, sabes el color de la otra.

No puedes enviar mensajes con estas bolas porque desde tu punto de vista en la Tierra los resultados son completamente aleatorios, lo mismo en la nave espacial. Solo cuando hablas con tu amigo cerca de Neptuno puedes dar sentido a los resultados.

Realmente no existe una analogía clásica, pero tratemos de acercarnos.

Necesitamos un nuevo tipo de pelota llamada rojo-azul. Puede ser rojo o azul si quieres mirar, pero por lo demás es estadísticamente rojo o azul al mismo tiempo, con la misma probabilidad.

Aquí está el experimento 1: ponga una pelota en una caja, luego abra la caja y registre el color. Tiene exactamente 50:50 posibilidades de encontrar una bola roja o una bola azul, y podría haber sido el resultado de cualquier experimento que pueda ilustrar repitiendo el experimento muchas veces y obteniendo en promedio bolas rojas la mitad del tiempo.

Luego hay una bola azul-roja antisimétricamente similar con las mismas propiedades. No se puede distinguir uno del otro ni elegir hacer una bola roja-azul o azul-roja a voluntad. Sin embargo, puedes hacer una bola roja-azul y una bola azul-roja de una vez.

De alguna manera, sin mirar, se coloca una pelota en una caja, mientras que su compañero (enredado) se coloca en la otra. Nadie sabe si una caja contiene rojo y la otra azul, o al revés.

Envía una caja a Marte.

Lo chiflado es que una vez que abres cualquiera de las dos cajas, sabes que la otra caja contiene lo opuesto. Instantáneamente. No importa cuán separados estén.

Desafortunadamente, tendrá que viajar o hablar con Marte por radio para consultar a su amigo que tiene la otra caja y discutir el resultado del experimento.

Pero hay un uso práctico para esto, y actualmente tres empresas comerciales competidoras que venden equipos de intercambio de claves cuánticas que explotan el enredo.

Lo bueno de esto es que, aunque necesitamos un canal clásico para transmitir información sobre el experimento, no importa quién haya abierto la caja en el camino a Marte o haya echado un vistazo adentro en cualquier momento, esa acción concluye irreversiblemente el resultado del experimento Entonces, al discutir los resultados esperados a través del canal clásico, el emisor y el receptor pueden averiguar si hay un espía. El espía no puede “deshacer” el experimento. Esto nos permite enviar de forma segura una clave que podría desbloquear un flujo de datos transmitidos de forma clásica. Si creemos que se ha visto la clave, simplemente enviamos otra.

Hay una ligera modificación mental que hacer aquí en aras de un poco más de precisión. Este es el hecho de que nuestras mediciones no son 100% confiables. De este modo, nos movemos haciendo un número indefinido pero finito de experimentos para cada bit. Las medidas del espía tampoco son confiables para él / ella, pero el acto de espiar altera las estadísticas lo suficiente como para que podamos detectar eso.

Tal como lo veo, si les entrego a usted y a su hermana un sobre sellado y les digo que contienen una cantidad idéntica de dinero pero no cuánto, y luego los abren, no es sorprendente que no importa cuán lejos estén cuando lo haces, si uno de ustedes encuentra un billete de cinco dólares, el otro también.

Este es un comportamiento puramente clásico. Esto es lo que sucede en cuanto:

Cada uno recibe un sobre, excepto que no contiene dinero, sino una pequeña pantalla que mostrará una cantidad aleatoria (suponga que los dispositivos son justos). Le dicen que el monto total en ambos sobres es fijo, digamos $ 100. Si hace esto muchas veces, encontrará que recibe una cantidad aleatoria, pero no importa lo que ambos sobres sumen siempre $ 100; si encuentra $ 40, su hermana ha encontrado $ 60, si encuentra $ 1, su hermana tiene encontrado $ 99, etc.

Lo que es más sorprendente es que puede extender esto, de modo que tiene una red completa de envío y recepción de sobres con diferentes cantidades, y cuando abre solo los que están al final, todo a lo largo de la ruta “hace clic”, de modo que los resultados suma de acuerdo con las reglas! Puede codificar problemas computacionales difíciles en tales redes, y utilizar este hecho extraño para acelerarlos dramáticamente. Por supuesto, eso es muy, muy difícil (es un poco como resolver un rompecabezas con petardos; impresionante cuando lo ves, pero requiere una planificación cuidadosa: D).

Estimado escritor, he examinado la mayoría de las respuestas y considero que son “inútiles” de largo. Algunos tienen unos más cortos que son muy interesantes. Permítame responder a su pregunta en los siguientes dos puntos muy simples:

Física newtoniana “clásica” = local, lo que significa que afecta localmente un objeto.

Mecánica cuántica con entrelazamiento = No local, afecta de manera no local un objeto.

Contrariamente a lo que algunas personas han dicho aquí, no es un efecto completamente comprendido en absoluto. La gente puede explicarlo matemáticamente, sí. Las personas pueden usarlo sabiendo que obtendrán resultados específicos, sí. Pero eso no significa que se entienda completamente.

FYI: su ejemplo está demasiado simplificado y no es científicamente exacto. No seré hipócrita al decir que nunca he usado ejemplos similares para explicar el enredo a mis padres o una persona al azar en la calle, pero le sugiero que mire más allá de la analogía si realmente quiere entender el enredo cuántico. La comprensión de los pares de fotones enredados en la óptica cuántica, por ejemplo, es más precisa.

Espero que esto ayude.