ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Квантовая коммуникация из "Динамика и информация " Кажется, что проще всего это можно было бы осуществить с помощью ЭПР-пар скоррелированных квантовых частиц. Например, можно представить себе вариант Бома, когда коррелированные пары частиц со спином 1/2 и с суммарным моментом, равным нулю, разлетаются из общего центра д = 0. Тогда регистрация спина одной из частиц на расстоянии х = Lot точки рождения пар сопровождалась бы регистрацией второй частицы со спином противоположного знака на расстоянии д = —L. Корреляция между спинами в момент измерения устанавливается мгновенно, т.е. возникает своего рода информационная связь. [c.270] Таким образом, мгновенная нелокальная связь между частицами действительно существует. Однако оказывается, что эту связь между спинами двух частиц нельзя использовать для передачи информации. Дело в том, что для передачи информации нужно усреднять сигнал по многим частицам. Но как у правой, так и у левой частицы вероятности измерения спина равны в точности 1/2 для значений спина 1/2. Измерения над одной из частиц никак не могут повлиять на статистику выхода значений спина 1/2 у второй частицы. Поэтому передать информацию с помощью простейших ЭПР-пар невозможно. [c.271] Вопрос о возможности или невозможности сверхсветовой передачи информации при помощи коррелированных квантовых систем может быть рассмотрен с более общих позиций для более сложных квантовых систем [92-95]. Такое рассмотрение также приводит к выводу о невозможности сверхсветовой коммуникации. Повторим кратко аргументацию этих статей. [c.271] Но след по переменным системы В от выражения в скобках равен просто Тгв Рдв(О) и не зависит от времени. Поэтому никакие манипуляции с физическими величинами в системе В не могут повлиять на систему А. Соответственно, нет никакой возможности переслать информацию из системы В в систему А после того, как прекратилось их взаимодействие. [c.272] Элегантное доказательство Бусси кажется вполне строгим и не оставляющим никакой возможности для передачи информации посредством квантовых корреляций. В конечном счете этот вывод делается на основе основных положений квантовой механики эволюция до измерения подчиняется уравнению Шрёдингера, а при измерениях вероятность того или иного результата пропорциональна ф для соответствующих компонент волновой функции. [c.272] Этот вывод кажется вполне убедительным и окончательным. Но на самом деле он относится только к вполне определенной схеме. А именно, предполагается, что вначале создаются две коррелированные частицы или квантовые системы, затем эти системы разлетаются. [c.272] Чтобы установить, в каком неполяризованном состоянии находится пучок фотонов в области регистрации В, автор работы [96] предлагает использовать усилительную лазерную трубку перед системой регистрации В. По идее Герберта такая трубка должна клонировать, т.е. вегетативно размножать фотоны, и соответственно каждый падающий фотон должен превратиться в некоторый импульс света из многих однотипных фотонов. Установить характер поляризации такого импульса не представляет труда, так что в таком варианте необратимого устройства с лазерным усилителем, казалось бы, можно установить, что происходит с фотонами в области регистрации А. [c.273] Но такой усилитель не годится для осуществления сверхсветовой коммуникации. [c.275] В статье Глаубера [98] обсуждается другой аспект предлагаемого устройства — фотонный шум. С помощью простой модели усилителя в виде перевернутого маятника им показано, что усиление шумов настолько велико, что предлагаемая Гербертом схема не может быть осуществлена и по этой причине. [c.275] Рассмотрим теперь другой вариант устройства для квантовой коммуникации [13, 99], основанного на необратимом эффекте Соколова. [c.275] Как было показано выше, эффект Соколова обусловлен квантовыми корреляциями между возбужденным атомом и коллапсирую-щими волновьши функциями электронов проводимости. Если управлять темпом рассеяния электронов, то, в принципе, можно было бы ожидать появления соответствующего отклика на амплитуде 2Р-состояний, т.е. на интенсивности излучения возбужденных атомов. В этом и состоит возможность квантовой коммуникации на основе эффекта Соколова. [c.275] Рассмотрим, например, устройство, изображенное на рис. 27, которое можно назвать квантовым телеграфом . Фактически мы имеем несколько более сложную модификацию эксперимента Соколова. [c.275] Схема квантового телеграфа, основанного на использовании эффекта Соколова, Электроны проводимости образца М из чистого металла или полупроводника после взаимодействия с возбужденным атомом А пролетают от поверхности в глубь образца. Там их волновые функции коллапсируют, и одновременно у атома А на расстоянии С -Уот от образца появляется 2Р-амплитуда, Квант Нсо, излучаемый при 2Р — 18-переходе, измеряется детектором О, Фантомы М , М . .. соответствуют запаздывающим по времени копиям образца М и описывают процесс релаксации электронов в металле. [c.275] У металла у = ур к к. 10 см с , а в полуметалле и полупроводнике при температуре жидкого гелия величину г е можно снизить до значения у . Ю см с . Допустим, кроме того, что атомы А имеют очень большую энергию, так что их скорость зд имеет порядок величины 10 см с . За время пролета электрона на длине пробега т = Я/-ие атом успевает отлететь от образца на расстояние Ь = УоТ = Хуо/УеР а. [c.276] Самый интересный вопрос состоит в том, а нельзя ли массовыми коллапсами электронов управлять В самом деле, нетрудно представить себе структуру, с помощью которой время релаксации т может намеренно изменяться либо под действием деформаций, либо с помощью влияния внешнего магнитного поля на магнитные центры рассеяния. В принципе, можно использовать любые методы упорядочения или разупорядочения среды. Периодическое или апериодическое изменение темпа коллапсов электронов, казалось бы, должно передаваться атому А практически мгновенно, приводя к его распаду и испусканию кванта лайман-альфа. [c.276] Кванты лайман-альфа от этих распадов можно детектировать, а временная зависимость темпа распада должна повторять модуляцию коллапсов в зоне рассеяния. Мы встречаемся здесь с совершенно новым принципом передачи информации, основанном на управлении коллапсами. Одиночными коллапсами ЭПР-пар управлять нельзя, но темп массовых коллапсов при рассеянии электронов на неоднородностях или примесях, как кажется, может поддаваться управлению. [c.276] Как мы видим, при малых значениях г амплитуда ар 1) возрастает со временем а при г/т — оо амплитуда насыщается, достигая величины ар(оо) = -1йУ /Йуо, не зависящей от т. Время г в соотношении (299) можно заменить на х/г о, и тогда мы получаем зависимость амплитуды 2Р состояния от координаты х. [c.278] Такое представление отражает тот факт, что поле Демона , представляет собой пространственную суперпозицию фантомов , образованных при пролете атома вблизи пластины металла при х 0. [c.278] Вернуться к основной статье