Jakie są dowody istnienia splątania kwantowego?

Pytanie

Pyta Damian

Jakie są dowody istnienia splątania kwantowego? Czy wniosek o istnieniu stanu splątanego został wyciągnięty tylko na podstawie braku możliwości odróżnienia dwóch splątanych cząstek przez mechanikę kwantową?

Odpowiedź

Odpowiada Rafał Demkowicz-Dobrzański

Splątanie kwantowe jest związane z istnieniem pomiędzy dwoma (lub więcej) obiektami fizycznymi korelacji, których nie można wytłumaczyć jako korelacji klasycznych – tzn. korelacji które wynikają z tego, że ktoś na początku przygotowuje dwa układy w pewien skorelowany sposób, np. rzuca jedną kostką, następnie bierze drugą kostkę i ustawia na niej taki sam wynik jak na pierwszej i rozsyła w świat, a jedyne co następuje w momencie pomiaru to odczytanie już uprzednio istniejących wartości wielkości fizycznych, np. liczby oczek na kostce. Kiedy dwa układy są silnie splątane, można udowodnić (i eksperymentalnie zaobserwować!), że ich korelacje są silniejsze niż jakiekolwiek korelacje, które można uzyskać w modelach klasycznych. Mówią o tym tzw. nierówności Bella, które ograniczają siłę możliwych korelacji w tego typu modelach klasycznych, a które są łamane przez układy kwantowe. Jedyną możliwość, która by pozwalała na wytłumaczenie tego typu korelacji w ramach modeli klasycznych, byłoby dopuszczenie możliwości natychmiastowego przesyłania informacji, czyli komunikacji ponadświetlnej, a to stałoby w sprzeczności z fundamentami fizyki poprzez zaburzenie relacji przyczynowości. Pozostaje więc uznać, że splątanie jest faktycznym zjawiskiem fizycznym NIE wynikającym jedynie z naszej niewiedzy o sposobie przygotowania układów fizycznych.