Je fenomén zvaný kvantové zapletení skutečně nezbytný k popisu fyzického světa, nebo je možná nějaká postkvantová teorie bez zapletení? V nové studii publikované webem phys.org fyzici matematicky dokázali, že každá teorie s klasickým limitem - pokud dokáže popsat naše pozorování klasického světa s odkazem na klasickou teorii za určitých podmínek - musí zahrnovat zapletení. Proto, navzdory skutečnosti, že zapletení je v rozporu s klasickým chápáním, mělo by to být nevyhnutelnou a nejdůležitější vlastností nejen kvantové teorie, ale také jakékoli neklasické teorie, i když dosud nebyla vyvinuta.
Fyzici jako Jonathan Richens z Imperial College London a University College London, John Selby z Imperial College London a Oxford University a Sabri Al-Safi z Nottingham Trent University publikovali článek, který uvádí, že zapletení je nevyhnutelným rysem každého neklasického theory, in Physical Review Letters.
"Kvantová teorie má ve srovnání s klasickou teorií spoustu zvláštních rysů," říká Richens. "Tradičně studujeme, jak se klasický svět vynořuje z kvantového, ale zde jsme se rozhodli obrátit tuto úvahu, abychom viděli, jak klasický svět formuje ten kvantový." Ukázali jsme tedy, že jeden z nejpodivnějších rysů druhého, kvantové zapletení, je nevyhnutelným důsledkem překročení klasické teorie, nebo možná dokonce důsledkem naší neschopnosti opustit klasickou teorii, nechat ji za sebou. “
Zatímco úplný důkaz je mnohem podrobnější, základní myšlenkou je, že každá teorie popisující realitu by se měla do určité míry chovat jako klasická teorie. Tento požadavek se zdá být docela zřejmý, ale jak ukazují fyzici, ukládá vážná omezení struktury jakékoli neklasické teorie.
Kvantová teorie splňuje tento požadavek klasického limitu v procesu dekoherence. Když kvantový systém interaguje s vnějším prostředím, ztrácí svou kvantovou koherenci, propojenost a vše, co z něj dělá kvantum. Systém se tak stává klasickým a chová se podle očekávání v klasické teorii.
Fyzici ukázali, že jakákoli neklasická teorie, která rekonstruuje klasickou teorii, musí obsahovat zapletené stavy. Aby to dokázali, šli z opaku: předpokládejme, že taková teorie nemá žádné zapletení. A pak ukázali, že bez zapletení musí být každá teorie, která rekonstruuje klasickou teorii, sama klasická - a to je v rozporu s původní hypotézou, že taková teorie musí být neklasická. Tento výsledek znamená, že předpoklad, že v takové teorii není žádné zapletení, bude mylný, což znamená, že každá teorie tohoto typu to musí mít.
Tento výsledek může být pouze začátkem mnoha dalších souvisejících objevů, protože otevírá možnost, že lze reprodukovat další fyzikální vlastnosti kvantové teorie jednoduše tím, že bude vyžadovat, aby teorie měla klasický limit. Fyzici naznačují, že prostřednictvím tohoto jediného požadavku lze prokázat funkce, jako je informační příčinnost, bitová symetrie a makroskopická lokalita. Tyto výsledky také poskytují jasnější představu o tom, jak by měla vypadat jakákoli budoucí neklasická postkvantová teorie.
"Mým budoucím cílem je zjistit, zda se Bellova nelokálnost dá zjistit také z existence klasického limitu," říká Richens. „Bylo by zajímavé, kdyby všechny teorie nahrazující klasickou teorii porušovaly místní realismus.“
Propagační video:
Lokální realismus je kombinací principu lokality s „realistickým“předpokladem, že všechny objekty mají „objektivně existující“hodnoty svých parametrů a charakteristik pro všechna možná měření, která by mohla být na těchto objektech provedena před provedením těchto měření. Einstein, který byl zjevně zastáncem místního realismu, v tomto ohledu rád říkal, že Měsíc z oblohy nezmizí, i když ho nikdo nepozoruje. Data moderní kvantové mechaniky, založená na provedených experimentech, zpochybňují adekvátnost modelu místního realismu vůči „zařízení“reality.
Ilya Khel