Kvantna isprepletenost: Ajnštajnovo „sablasno delovanje na daljinu“ koje je dobilo Nobelovu nagradu

Zamislite dve rukavice, levu i desnu, koje neko spakuje u dve kutije i pošalje jednu u Beograd, a drugu u Tokio. Kad otvorite kutiju u Beogradu i vidite levu rukavicu, odmah znate da je u Tokiju desna. Tu nema ničeg čudnog, jer je rukavica bila leva od početka. Kvantna isprepletenost liči na ovo, ali je mnogo čudnija.

Ajnštajnova sumnja

Ajnštajn, Boris Podolski i Natan Rozen su 1935. objavili rad u kome tvrde da kvantna mehanika ima rupu. Po kvantnoj teoriji, dve isprepletene čestice nemaju određena svojstva sve dok ih ne izmerimo, a ipak su njihova merenja savršeno povezana, na bilo kojoj udaljenosti. Ajnštajn je zaključio da čestice moraju da nose „skrivena uputstva“ od početka, kao rukavice. Ideju da merenje na jednom mestu odmah utiče na nešto daleko nazvao je „sablasnim delovanjem na daljinu“.

Belova zamka

Trideset godina niko nije znao kako da presudi. Onda je severnoirski fizičar Džon Bel 1964. pokazao da skrivena uputstva i kvantna mehanika predviđaju različite rezultate u određenim merenjima. Razlika se izražava kao „Belova nejednakost“. Ako je eksperiment prekrši, Ajnštajnova slika ne može biti tačna.

Eksperimenti

Džon Kloser je sedamdesetih napravio prvi praktičan eksperiment i jasno prekršio Belovu nejednakost. Alen Aspe je zatvorio važnu rupu: menjao je podešavanja merenja tek pošto su čestice napustile izvor, pa nisu mogle unapred da se „dogovore“. Anton Cajlinger je sa svojim timom razvio nove metode, a pokazao je i kvantnu teleportaciju, prenos kvantnog stanja na udaljenu česticu. Za sve to trojica su 2022. dobila Nobelovu nagradu za fiziku.

Brže od svetlosti?

Ne. Ovo je najčešći nesporazum. Iako su rezultati merenja savršeno povezani, svaki pojedinačni rezultat je slučajan. Osoba u Beogradu ne može da izabere šta će izmeriti, pa ne može ni da pošalje poruku u Tokio. Da bi uopšte uporedili rezultate, moraju da se jave na običan način, telefonom ili internetom.

Čemu služi

Nobelov komitet ističe da je isprepletenost osnova novih tehnologija. Koristi se za kvantno šifrovanje, koje otkriva svaki pokušaj prisluškivanja, i za kvantne računare, o kojima pišemo u posebnom tekstu.