Quantenverschränkung und Wurmlöcher könnten eng miteinander verbunden sein. Quantenverschränkung in einfachen Worten. Wunder setzen die Quantensucht fort

Wir übertragen seit langem Signale über verschiedene Medien. Wir nutzten Signalfeuer, Trommeln, Tauben und Elektrizität. Und am Ende kamen sie wieder ans Licht – zur Informationsübertragung durch Optik. Jetzt untersuchen wir verschränkte Photonen. Wir alle wissen, dass ein Schlüssel direkt durch die Quantenverschränkung übertragen werden kann, andere Informationen jedoch nicht. Was wäre, wenn nicht direkt, sondern mit Hilfe? Wer Interesse hat, ist herzlich willkommen bei cat.

Quantenverschränkung

Zunächst versuche ich, den Effekt der Quantenverschränkung zu erklären:

Es gibt ein Paar Socken. Jede Socke eines Paares wird unmittelbar nach der Entstehung des Klebemoments in eine separate Schachtel gelegt und an den Empfänger verschickt. Sobald einer der Empfänger das Paket öffnet, sieht er die rechte (oder linke) Socke und erhält sofort die Information, welche Socke der zweite Empfänger hat, egal wie weit er entfernt ist. Darüber hinaus ist es unmöglich, im Voraus genau vorherzusagen, ob die Socke rechts oder links sein wird. Und das Wichtigste ist, was die Quantenphysik so sehr von der klassischen Physik unterscheidet: Bis die Socken geöffnet werden, „wissen“ sie selbst nicht, was richtig und was links ist. Sobald jedoch eine der Socken beobachtet und „bestimmt“ wurde, erlangte die zweite im selben Moment eine genau entgegengesetzte Eigenschaft. Weitere Details und Beweise finden Sie unter „Theorem von Bell“.

Wie wir sehen, ist es unmöglich, aussagekräftige Informationen direkt über diese Eigenschaft zu vermitteln. Aber es gibt einen Workaround.

Prinzip der Übertragung von Informationsträgern und Signalen

So konnte der Quantenkommunikationssatellit QUESS verschränkte Photonen zwischen Observatoriumspaaren übertragen, die sich in einer Entfernung von bis zu 1203 Kilometern befanden. Wissenschaftler haben das Verhältnis bestätigt: ein erfolgreiches Übertragungsereignis pro sechs Millionen gesendeten Photonenpaaren. Das Signal-Rausch-Verhältnis scheint nicht optimistisch zu sein, aber allein die Tatsache einer erfolgreichen Übertragung verwandelt die Aufgabe, mit einem solchen Informationsträger zu arbeiten, von einer unmöglichen Aufgabe in eine technische Aufgabe, Redundanz und Rauschen zu bekämpfen.

Hoffentlich werden wir im Laufe der Zeit viele Möglichkeiten finden, die Quantenverschränkung zu nutzen. Ich werde eine meiner Meinung nach mögliche beschreiben.

Die erste Stufe: Das Gerät trennt die verschränkten Paare und sendet verschränkte Photonen in einer sequentiellen Kette zur Speicherung an die Türme „A“ (der zukünftige bedingte Sender) und „B“ (der zukünftige bedingte Empfänger). Das Speichermedium wurde übertragen.

Zweite Stufe: Turm „A“ führt die Messung (Beobachtung) des ersten Photons in der Kette durch, bestimmt den Zeitpunkt des Beginns der Nachrichtenübertragung, startet den Timer „T“, während dessen er die Photonen in der Kette misst, die es sein werden konventionelle Einheiten und beeinflusst nicht die Photonen, die eine bedingte Null sein werden; Durch eine schwache Messung ermittelt die Ausrüstung des Turms „B“ die Zustandsänderung des ersten Photons und startet den Timer „T“.

Dritte Stufe: Am Ende einer bestimmten Zeit „T“ zeichnet die Ausrüstung des Turms „B“ den Zustand der Photonen in der Kette durch schwache Wechselwirkung auf, wobei die Anzahl der Photonen, die ihre Verschränkung verloren haben, 1 ist und diejenigen, die weiterhin verschränkt sind, 0 sind.

Auch kann beispielsweise der Auslöser für den Beginn und das Ende der Beobachtung einer Kette ein vorab synchronisierter Timer sein.

Daher interessiert uns nicht, was genau das Photon in dem Paar ist. Uns interessiert die Tatsache selbst: ob der Zusammenhalt erhalten bleibt oder nicht. Das Signal wurde gesendet.

Dies ist ein Konzept aus einer idealen Welt, in der kein einziges Photon verloren ging, die Kette korrekt zusammengesetzt war und so weiter. Die realen Herausforderungen bestehen im Umgang mit Redundanz und Lärm sowie in der Schwierigkeit, Partikelspeicher-, Expositions- und Kontrollsysteme zu erstellen.
Aber die Hauptsache ist die grundsätzliche Möglichkeit der Signalübertragung durch Quantenverschränkung.

Zusammenhang zwischen Speichermedium und Signal

Die bloße Möglichkeit dieser Methode, mit einem Signal zu arbeiten, ermöglicht es uns, Informationen aus einem neuen Blickwinkel zu betrachten. Es stellt sich heraus, dass wir im Moment der Übertragung des Informationsträgers (einer Kette miteinander verbundener Teilchen) im Rahmen der bestehenden Gesetze, nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit, alle möglichen Informationen übertragen, die nur auf diese Weise kodiert werden können.

Lassen Sie mich einen Vergleich anführen: Sie haben ein Buch in der Bibliothek bestellt, treffen den Kurier und hinter ihm stehen, für Sie unsichtbar, alle Bücher aus der Bibliothek, ob Sie davon wissen oder nicht. Sie nennen den Autor und den Titel, nehmen Ihr Buch und der Rest wird sofort vernichtet.
Bis zum nächsten Kurier aus der Bibliothek.

Eine andere Analogie: Ich schreibe das Wort „Zopf“ und in deinem Gehirn entstehen Bilder, die durch diesen Informationsträger initiiert werden können. Zur Übertragung des Signals ist jedoch die Angabe erforderlich: „hellbraun“ oder „hölzern“ oder „sandig“. In anderen Sprachen kann diese Kombination von Xhosa-Symbolen etwas anderes bedeuten, und die Informationen sind im Medium enthalten, unabhängig davon, ob wir sie wissen oder nicht. Wir haben einfach keinen klaren Auslöser und kein Gedächtnis für das gewünschte Signal.

Das Gleiche gilt für eine Teilchenkette: Im Moment der Übertragung an die Türme übermittelten wir alle möglichen Informationen (mögliche Optionen) und blieben dabei im Rahmen der bekannten Physik, nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit und durch die Tatsache der Messung wir haben nur eine Klarstellung vorgenommen.

Im Allgemeinen steht uns eine aufregende Zeit bevor, wenn wir versuchen zu erklären (und zu verstehen), dass ein bedingter Spion, der ein Paar verschränkter Partikel auf ein Objekt gezogen hat und zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Knopf drückt (oder nicht drückt, wodurch die Partikel verschränkt bleiben), übermittelte Informationen durch die gepaarten Teilchen „im Hauptquartier“ nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit. Er trug seine Information wie eine Schnecke auf ihrem Buckel. Und mit dem Button habe ich eben geklärt, ausgewählt, spezifiziert. Wir müssen noch herausfinden, was er getan hat. Aber dem Militär wird es gefallen. Ich mag Minen, die nicht vom Team abgeschirmt werden können und keine Steuerdrähte haben. Mir gefällt die Möglichkeit, einem Empfänger mit einem Behälter mit Partikeln, den ich im Voraus mitgenommen habe, aus jeder Entfernung, durch eventuelle Störsender, einen Befehl zu erteilen. Ich denke, sie werden diejenigen sein, die die Technologie wieder vorantreiben werden.

Oder ein Chirurg, für den Türme auf der ganzen Welt die ganze Nacht über an verschiedenen Enden des Planeten Speichermedien (verwickelte Partikel) angesammelt haben, und zwar bei allem Respekt vor der Lichtgeschwindigkeit, führt eine Operation durch und sieht die sofortigen Reaktionen eines chirurgischen Roboters Tausende Kilometer von seinem Büro entfernt. Später wird er in einem Interview sagen, dass alles sofort passiert sei. Und der Physiker, der dies liest, wird sich darüber beschweren, dass alle Informationen über alle möglichen Aktionen des Chirurgen nachts (aus physikalischer Sicht) mit normaler Geschwindigkeit übertragen wurden. Und der Chirurg hat durch sein Handeln lediglich „geklärt“, wie genau er operiert hat.

Oder das Zusammenspiel von Informationen und beispielsweise den Lokalitätseigenschaften der Welt. Diese Eigenschaft bedeutet, dass ein Ereignis an einem Punkt beispielsweise auf einem Planeten die physische Realität an einem anderen Punkt auf dem Planeten nicht sofort beeinflussen kann. Wenn dann ein bedingter Knopfdruck durch den Effekt der Quantenverschränkung sofort eine Glühbirne auf der anderen Seite des Planeten zum Leuchten bringt, dann waren Informationen über das beeinflussende Ereignis im Speichermedium enthalten, bevor das beeinflussende Ereignis eintrat.

Es stellt sich heraus, dass wir an der Schwelle zum nächsten Schritt in der Entwicklung des Signals stehen. Mithilfe der Quantenwelt trennen wir die Geschwindigkeit der Signalübertragung und die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Informationsträgers. Indem wir die Versorgung gekoppelter Paare mit normaler Geschwindigkeit in dem Moment sicherstellen, in dem es wichtig ist, ein Signal fast sofort zu übertragen, können wir dies, wenn auch vorerst theoretisch, umsetzen.

Die Quantenverschränkung, das umstrittenste Phänomen der Quantenmechanik, das Albert Einstein als „spukhafte Fernwirkung“ bezeichnete, könnte sogar noch „verwickelter“ sein, als aktuelle Theorien behaupten. Physiker der Universitäten Washington und New York glauben, dass dieses Phänomen mit Wurmlöchern zusammenhängt – hypothetische Merkmale der Raumzeit, die laut moderner Science-Fiction einen schnellen Übergang von einem Teil des Universums in einen anderen ermöglichen können.

Quantenverschränkung ist das Phänomen, bei dem die Quantenzustände eines Mehrkörpersystems miteinander verbunden werden. Diese Verbindung bleibt auch dann bestehen, wenn die Objekte so weit voneinander entfernt sind, dass keine bekannten Wechselwirkungen zwischen ihnen auftreten. Auch im physikalischen Konzept gibt es die Konzepte der Nah- und Fernreichweite. Nach der Nahbereichstheorie wird die Wechselwirkung zwischen Körpern über eine dritte Verbindung und mit einem endlichen Geschwindigkeitswert übertragen. Zum Beispiel elektromagnetische Wechselwirkung mithilfe eines elektromagnetischen Feldes. Nach der Theorie der Fernwirkung wird die Interaktion zwischen Objekten ohne zusätzliches Element durch das Leere und in jede beliebige Entfernung übertragen. In diesem Fall erfolgt die Wechselwirkung mit unendlich hoher Geschwindigkeit. Als Beispiel können wir die Kraft der universellen Gravitation aus Newtons Gravitationstheorie anführen.

Als Ergebnis der Quantenverschränkung interagiert eine Gruppe von Teilchen auf eine Weise, die das Verhalten eines Teilchens im Verhältnis zum Verhalten anderer bestimmt. Wenn beispielsweise in einem Paar verschränkter Teilchen beobachtet wird, dass ein Teilchen einen bestimmten Spin hat, dann wird beobachtet, dass das andere Teilchen den entgegengesetzten Spin hat. Einstein nannte diese Wechselwirkung gerade deshalb gespenstisch, weil die Verschränkung bestehen bleibt, egal wie weit die Teilchen voneinander entfernt sind. Ändert sich das Verhalten eines Teilchens, so ändert sich gleichzeitig auch das Verhalten des zugehörigen Teilchens.

Ein Wurmloch zwischen zwei Schwarzen Löchern. Quelle: Alan Stonebraker/American Physical Society

Neuere Studien haben gezeigt, dass die Eigenschaften sogenannter Wurmlöcher gleich sind, wenn zwei Schwarze Löcher zunächst verschränkt und dann durch einen bestimmten Abstand voneinander getrennt werden. Selbst wenn Schwarze Löcher an entgegengesetzten Enden des Universums wären, könnte ein Wurmloch sie verbinden. Aber egal, ob Schwarze Löcher nur so groß wie ein Atom oder größer als unsere Sonne (die im gesamten Universum beobachtet wird) sind, ihre Schwerkraft ist so stark, dass nicht einmal Licht ihrem gravitativen Einfluss entkommen kann. Wenn zwei Schwarze Löcher miteinander verschränkt wären, könnte eine Person, die sich jenseits des Ereignishorizonts des ersten Schwarzen Lochs befindet, immer noch nicht wissen, was jenseits des Ereignishorizonts des zweiten Schwarzen Lochs geschieht. Um mit der Person am anderen Ende zu kommunizieren, müssten beide ihre eigenen schwarzen Löcher betreten. Dann wird der umgebende Raum derselbe sein.

Das goldene Herbstlaub der Bäume leuchtete hell. Die Strahlen der Abendsonne berührten die ausgedünnten Wipfel. Das Licht brach durch die Äste und erzeugte ein Spektakel aus bizarren Gestalten, die an der Wand des „Wohnmobils“ der Universität aufblitzten.

Sir Hamiltons nachdenklicher Blick glitt langsam ab und beobachtete das Hell-Dunkel-Spiel. Im Kopf des irischen Mathematikers herrschte ein wahrer Schmelztiegel an Gedanken, Ideen und Schlussfolgerungen. Er verstand vollkommen, dass die Erklärung vieler Phänomene mithilfe der Newtonschen Mechanik wie ein Schattenspiel auf einer Wand ist, das Figuren trügerisch ineinander verschränkt und viele Fragen unbeantwortet lässt. „Vielleicht ist es eine Welle ... oder vielleicht ein Teilchenstrom“, dachte der Wissenschaftler, „oder Licht ist eine Manifestation beider Phänomene.“ Wie aus Schatten und Licht gewobene Figuren.“

Der Beginn der Quantenphysik

Es ist interessant, großartige Menschen zu beobachten und zu verstehen, wie großartige Ideen entstehen, die den Evolutionsverlauf der gesamten Menschheit verändern. Hamilton ist einer derjenigen, die an den Ursprüngen der Quantenphysik standen. Fünfzig Jahre später, zu Beginn des 20. Jahrhunderts, beschäftigten sich viele Wissenschaftler mit Elementarteilchen. Die gewonnenen Erkenntnisse waren widersprüchlich und unzusammenhängend. Allerdings wurden die ersten wackeligen Schritte unternommen.

Verständnis der Mikrowelt zu Beginn des 20. Jahrhunderts

Im Jahr 1901 wurde das erste Atommodell vorgestellt und seine Inkonsistenz aus der Sicht der konventionellen Elektrodynamik aufgezeigt. Im gleichen Zeitraum veröffentlichten Max Planck und Niels Bohr zahlreiche Arbeiten zur Natur des Atoms. Trotz ihres vollständigen Verständnisses der Struktur des Atoms gab es kein Verständnis.

Einige Jahre später, im Jahr 1905, veröffentlichte der wenig bekannte deutsche Wissenschaftler Albert Einstein einen Bericht über die Möglichkeit der Existenz eines Lichtquants in zwei Zuständen – Welle und Korpuskular (Teilchen). In seiner Arbeit wurden Argumente angeführt, um den Grund für das Scheitern des Modells zu erklären. Allerdings war Einsteins Vision durch das alte Verständnis des Atommodells eingeschränkt.

Nach zahlreichen Arbeiten von Niels Bohr und seinen Kollegen wurde 1925 eine neue Richtung geboren – eine Art Quantenmechanik. Der gebräuchliche Ausdruck „Quantenmechanik“ tauchte dreißig Jahre später auf.

Was wissen wir über Quanten und ihre Eigenheiten?

Heute ist die Quantenphysik ziemlich weit gekommen. Es wurden viele verschiedene Phänomene entdeckt. Aber was wissen wir wirklich? Die Antwort wird von einem modernen Wissenschaftler präsentiert. „Man kann entweder an die Quantenphysik glauben oder sie nicht verstehen“, lautet die Definition. Denken Sie selbst darüber nach. Es reicht aus, ein Phänomen wie die Quantenverschränkung von Teilchen zu erwähnen. Dieses Phänomen versetzte die wissenschaftliche Welt in einen Zustand völliger Verwirrung. Ein noch größerer Schock war, dass das entstandene Paradoxon nicht mit Einstein vereinbar war.

Der Effekt der Quantenverschränkung von Photonen wurde erstmals 1927 auf dem Fünften Solvay-Kongress diskutiert. Zwischen Niels Bohr und Einstein kam es zu einem heftigen Streit. Das Paradox der Quantenverschränkung hat das Verständnis des Wesens der materiellen Welt völlig verändert.

Es ist bekannt, dass alle Körper aus Elementarteilchen bestehen. Dementsprechend spiegeln sich alle Phänomene der Quantenmechanik in der gewöhnlichen Welt wider. Niels Bohr sagte, dass der Mond nicht existiert, wenn wir ihn nicht betrachten. Einstein hielt dies für unvernünftig und glaubte, dass ein Objekt unabhängig vom Beobachter existiert.

Wenn man die Probleme der Quantenmechanik untersucht, sollte man verstehen, dass ihre Mechanismen und Gesetze miteinander verbunden sind und nicht der klassischen Physik gehorchen. Versuchen wir, den umstrittensten Bereich zu verstehen – die Quantenverschränkung von Teilchen.

Quantenverschränkungstheorie

Zunächst einmal ist es wichtig zu verstehen, dass die Quantenphysik wie ein bodenloser Brunnen ist, in dem man alles finden kann. Das Phänomen der Quantenverschränkung wurde zu Beginn des letzten Jahrhunderts von Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck und vielen anderen Physikern untersucht. Im Laufe des 20. Jahrhunderts haben Tausende von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt aktiv damit studiert und experimentiert.

Die Welt unterliegt den strengen Gesetzen der Physik

Warum besteht ein solches Interesse an den Paradoxien der Quantenmechanik? Alles ist ganz einfach: Wir leben nach bestimmten Gesetzen der physischen Welt. Die Fähigkeit, die Prädestination zu „umgehen“, öffnet eine magische Tür, hinter der alles möglich wird. Beispielsweise führt das Konzept der „Schrödingers Katze“ zur Kontrolle der Materie. Auch die durch Quantenverschränkung verursachte Teleportation von Informationen wird möglich. Die Übertragung von Informationen erfolgt augenblicklich, unabhängig von der Entfernung.
Dieses Problem wird noch untersucht, weist jedoch einen positiven Trend auf.

Analogie und Verständnis

Was ist das Besondere an der Quantenverschränkung, wie kann man sie verstehen und was passiert, wenn sie passiert? Versuchen wir es herauszufinden. Dazu müssen Sie eine Art Gedankenexperiment durchführen. Stellen Sie sich vor, Sie halten zwei Kisten in Ihren Händen. Jeder von ihnen enthält eine Kugel mit einem Streifen. Jetzt geben wir dem Astronauten eine Schachtel und er fliegt zum Mars. Sobald Sie eine Schachtel öffnen und sehen, dass der Streifen auf dem Ball horizontal ist, weist der Ball in einer anderen Schachtel automatisch einen vertikalen Streifen auf. Dies wird eine Quantenverschränkung sein, die in einfachen Worten ausgedrückt wird: Ein Objekt bestimmt die Position eines anderen.

Es sollte jedoch klar sein, dass dies nur eine oberflächliche Erklärung ist. Um eine Quantenverschränkung zu erreichen, müssen die Teilchen denselben Ursprung haben, wie Zwillinge.

Es ist sehr wichtig zu verstehen, dass das Experiment gestört wird, wenn jemand vor Ihnen die Gelegenheit hatte, sich mindestens eines der Objekte anzusehen.

Wo kann Quantenverschränkung genutzt werden?

Das Prinzip der Quantenverschränkung kann genutzt werden, um Informationen sofort über große Entfernungen zu übertragen. Eine solche Schlussfolgerung widerspricht Einsteins Relativitätstheorie. Es heißt, dass die maximale Bewegungsgeschwindigkeit nur dem Licht innewohnt – dreihunderttausend Kilometer pro Sekunde. Eine solche Informationsübertragung ermöglicht die Existenz physischer Teleportation.

Alles auf der Welt ist Information, auch Materie. Zu diesem Schluss kamen Quantenphysiker. Basierend auf einer theoretischen Datenbank war es 2008 möglich, Quantenverschränkung mit bloßem Auge zu erkennen.

Dies deutet einmal mehr darauf hin, dass wir an der Schwelle zu großen Entdeckungen stehen – Bewegung in Raum und Zeit. Die Zeit im Universum ist diskret, daher ermöglicht die augenblickliche Bewegung über große Entfernungen es, in unterschiedliche Zeitdichten zu gelangen (basierend auf den Hypothesen von Einstein und Bohr). Vielleicht wird dies in Zukunft genauso Realität sein wie das Mobiltelefon heute.

Ätherdynamik und Quantenverschränkung

Nach Ansicht einiger führender Wissenschaftler wird die Quantenverschränkung dadurch erklärt, dass der Raum mit einer Art Äther gefüllt ist – schwarzer Materie. Wie wir wissen, existiert jedes Elementarteilchen in Form einer Welle und eines Korpuskels (Teilchens). Einige Wissenschaftler glauben, dass sich alle Teilchen auf einer „Leinwand“ aus dunkler Energie befinden. Das ist nicht leicht zu verstehen. Versuchen wir es anders herauszufinden – durch Assoziation.

Stellen Sie sich vor, Sie wären am Meeresufer. Leichte Brise und schwacher Wind. Siehst du die Wellen? Und irgendwo in der Ferne, im Spiegelbild der Sonnenstrahlen, ist ein Segelboot zu erkennen.
Das Schiff wird unser Elementarteilchen sein und das Meer wird der Äther (dunkle Energie) sein.
Das Meer kann in Form sichtbarer Wellen und Wassertropfen in Bewegung sein. Ebenso können alle Elementarteilchen einfach das Meer (sein integraler Bestandteil) oder ein separates Teilchen – ein Tropfen – sein.

Dies ist ein vereinfachtes Beispiel, alles ist etwas komplizierter. Teilchen ohne Anwesenheit eines Beobachters haben die Form einer Welle und haben keinen bestimmten Ort.

Ein weißes Segelboot ist ein eigenständiges Objekt; es unterscheidet sich von der Oberfläche und Struktur des Meerwassers. Ebenso gibt es „Gipfel“ im Ozean der Energie, die wir als Manifestation der uns bekannten Kräfte wahrnehmen können, die den materiellen Teil der Welt geformt haben.

Die Mikrowelt lebt nach ihren eigenen Gesetzen

Das Prinzip der Quantenverschränkung lässt sich verstehen, wenn man berücksichtigt, dass Elementarteilchen die Form von Wellen haben. Da beide Teilchen keinen bestimmten Standort und keine spezifischen Eigenschaften haben, befinden sie sich in einem Ozean aus Energie. In dem Moment, in dem der Betrachter erscheint, „verwandelt“ sich die Welle in ein berührbares Objekt. Das zweite Teilchen erhält bei Beobachtung des Gleichgewichtssystems entgegengesetzte Eigenschaften.

Der beschriebene Artikel zielt nicht auf prägnante wissenschaftliche Beschreibungen der Quantenwelt ab. Die Verständnisfähigkeit eines gewöhnlichen Menschen basiert auf der Zugänglichkeit des Verständnisses des präsentierten Materials.

Die Teilchenphysik untersucht die Verschränkung von Quantenzuständen basierend auf dem Spin (Rotation) eines Elementarteilchens.

In der wissenschaftlichen Sprache (vereinfacht) wird die Quantenverschränkung durch verschiedene Spins definiert. Bei der Beobachtung von Objekten stellten Wissenschaftler fest, dass nur zwei Spins existieren können – längs und quer. Seltsamerweise „posieren“ die Teilchen in anderen Positionen für den Beobachter nicht.

Eine neue Hypothese – ein neues Weltbild

Die Untersuchung des Mikrokosmos – des Raums der Elementarteilchen – hat zu vielen Hypothesen und Annahmen geführt. Der Effekt der Quantenverschränkung veranlasste Wissenschaftler, über die Existenz einer Art Quantenmikrogitter nachzudenken. Ihrer Meinung nach gibt es an jedem Knoten – dem Schnittpunkt – ein Quantum. Alle Energie ist ein integrales Gitter, und die Manifestation und Bewegung von Teilchen ist nur durch die Knoten des Gitters möglich.

Die Größe des „Fensters“ eines solchen Gitters ist recht klein und eine Messung mit modernen Geräten ist unmöglich. Um diese Hypothese zu bestätigen oder zu widerlegen, beschlossen Wissenschaftler jedoch, die Bewegung von Photonen in einem räumlichen Quantengitter zu untersuchen. Der Punkt ist, dass sich ein Photon entweder gerade oder im Zickzack bewegen kann – entlang der Diagonale des Gitters. Im zweiten Fall verbraucht er mehr Energie, wenn er eine größere Strecke zurückgelegt hat. Dementsprechend unterscheidet es sich von einem Photon, das sich geradlinig bewegt.

Vielleicht werden wir mit der Zeit lernen, dass wir in einem räumlichen Quantengitter leben. Oder es könnte sich als falsch herausstellen. Es ist jedoch das Prinzip der Quantenverschränkung, das auf die Möglichkeit der Existenz eines Gitters hinweist.

Einfach ausgedrückt: In einem hypothetischen räumlichen „Würfel“ bringt die Definition eines Gesichts eine klare entgegengesetzte Bedeutung des anderen mit sich. Dies ist das Prinzip der Erhaltung der Raum-Zeit-Struktur.

Epilog

Um die magische und geheimnisvolle Welt der Quantenphysik zu verstehen, lohnt es sich, einen genauen Blick auf die Entwicklung der Wissenschaft in den letzten fünfhundert Jahren zu werfen. Früher glaubte man, die Erde sei flach und nicht kugelförmig. Der Grund liegt auf der Hand: Wenn man seine Form rund annimmt, können sich Wasser und Menschen nicht festhalten.

Wie wir sehen können, bestand das Problem darin, dass kein vollständiger Überblick über alle wirkenden Kräfte vorhanden war. Es ist möglich, dass die moderne Wissenschaft nicht genügend Einblick in alle wirkenden Kräfte hat, um die Quantenphysik zu verstehen. Fehlsichtigkeiten führen zu einem System von Widersprüchen und Paradoxien. Vielleicht enthält die magische Welt der Quantenmechanik die Antworten auf die gestellten Fragen.

Bezieht sich auf die „Theorie des Universums“

Quantenverschränkung

Im Internet gibt es so viele gute Artikel, die dabei helfen, adäquate Vorstellungen über „verflochtene Zustände“ zu entwickeln, dass es bleibt, die am besten geeignete Auswahl zu treffen und das Beschreibungsniveau aufzubauen, das für eine Weltanschauungsseite akzeptabel erscheint.

Thema des Artikels: Viele Menschen sind der Vorstellung nahe, dass sich auf diese Weise all die faszinierenden Eigenheiten verschränkter Staaten erklären lassen. Wir mischen die schwarzen und weißen Kugeln, ohne hinzusehen, packen sie in Kartons und schicken sie in verschiedene Richtungen. Wir öffnen die Kiste auf einer Seite, schauen: eine schwarze Kugel, danach sind wir zu 100 % sicher, dass sich in der anderen Kiste eine weiße Kugel befindet. Das ist alles:)

Der Zweck des Artikels ist nicht ein striktes Eintauchen in alle Merkmale des Verständnisses „verflochtener Zustände“, sondern die Zusammenstellung eines Systems allgemeiner Ideen mit einem Verständnis der Hauptprinzipien. Genau so sollte man alles Gesagte behandeln :)

Lassen Sie uns sofort den definierenden Kontext festlegen. Wenn Spezialisten (und nicht Debattierer, die weit von dieser Besonderheit entfernt sind, in gewisser Weise sogar Wissenschaftler) über die Verschränkung von Quantenobjekten sprechen, meinen sie nicht, dass sie ein Ganzes mit irgendeiner Verbindung bilden, sondern dass ein Objekt genau die gleichen Quanteneigenschaften aufweist wie das andere (aber nicht alle, sondern diejenigen, die nach dem Pauli-Gesetz Identität in einem Paar ermöglichen, sodass der Spin eines gepaarten Paares nicht identisch ist, sondern sich gegenseitig ergänzt). Diese. Dabei handelt es sich nicht um einen Zusammenhang oder einen Interaktionsprozess, auch wenn er durch eine allgemeine Funktion beschrieben werden kann. Dies ist ein Merkmal eines Zustands, der von einem Objekt zu einem anderen „teleportiert“ werden kann (übrigens gibt es auch eine weit verbreitete Fehlinterpretation des Wortes „teleportieren“). Wenn man sich nicht gleich dazu entschließt, kann man sehr weit in die Mystik vordringen. Daher muss sich jeder, der sich für das Thema interessiert, zunächst einmal darüber im Klaren sein, was genau unter „Verwirrung“ zu verstehen ist.

Der Grund, weshalb dieser Artikel begonnen wurde, lässt sich auf eine Frage zurückführen. Der Unterschied im Verhalten von Quantenobjekten gegenüber klassischen Objekten zeigt sich in der einzigen bisher bekannten Verifizierungsmethode: ob eine bestimmte Verifizierungsbedingung erfüllt ist oder nicht – die Bellsche Ungleichung (weitere Details weiter unten), die sich für „verschränkte“ Quantenobjekte so verhält Es besteht eine Verbindung zwischen Objekten, die in verschiedene Richtungen gesendet werden. Aber der Zusammenhang scheint nicht real zu sein, denn... Es können weder Informationen noch Energie übertragen werden.

Darüber hinaus hängt diese Verbindung nicht davon ab weder aus der Entfernung noch aus der Zeit: Wenn zwei Objekte „verwickelt“ wären, dann verhält sich das zweite unabhängig von der Sicherheit jedes einzelnen so, als ob die Verbindung noch bestünde (obwohl das Vorhandensein einer solchen Verbindung nur durch Messung beider Objekte festgestellt werden kann, kann eine solche Messung erfolgen). zeitlich getrennt werden: Zuerst messen, dann eines der Objekte zerstören und das zweite später messen. Es ist klar, dass jede Art von „Zusammenhang“ in diesem Fall schwer zu verstehen ist und es stellt sich die Frage: Kann das Gesetz der Wahrscheinlichkeit des Verlusts des gemessenen Parameters (der durch die Wellenfunktion beschrieben wird) so sein, dass die Ungleichung entsteht? an beiden Enden nicht verletzt wird, und mit allgemeinen Statistiken an beiden Enden – verletzt wurde – und natürlich ohne Zusammenhang, außer dem Zusammenhang durch einen Akt des allgemeinen Auftauchens.

Ich gebe die Antwort vorab: Ja, das ist möglich, vorausgesetzt, dass diese Wahrscheinlichkeiten nicht „klassisch“ sind, sondern mit komplexen Variablen operieren, um eine „Überlagerung von Zuständen“ zu beschreiben – als würde man gleichzeitig alle möglichen Zustände mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit finden jede.

Für Quantenobjekte ist der Deskriptor ihres Zustands (Wellenfunktion) genau das. Wenn wir über die Beschreibung der Position eines Elektrons sprechen, dann bestimmt die Wahrscheinlichkeit, es zu finden, die Topologie der „Wolke“ – die Form des Elektronenorbitals. Was ist der Unterschied zwischen Klassik und Quantentheorie?

Stellen wir uns ein schnell rotierendes Fahrradrad vor. Irgendwo darauf befindet sich eine rote Scheibe für den Seitenscheinwerferreflektor, aber wir sehen an dieser Stelle nur einen dichteren Schatten der Unschärfe. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Reflektor beim Einstecken eines Stocks in das Rad in einer bestimmten Position vom Stock aus stehen bleibt, wird einfach bestimmt: ein Stock – eine bestimmte Position. Wir setzen zwei Stöcke ein, aber nur der etwas frühere hält das Rad an. Wenn wir versuchen, unsere Stöcke vollständig durchzukleben gleichzeitig Stellen Sie dabei sicher, dass keine Zeit vergeht, bis die Enden des Stocks das Rad berühren. Dann entsteht eine gewisse Unsicherheit. „Es gab keine Zeit“ zwischen den Interaktionen mit der Essenz des Objekts – der ganzen Essenz des Verständnisses von Quantenwundern :)

Die „Rotationsgeschwindigkeit“ dessen, was die Form des Elektrons bestimmt (Polarisation – die Ausbreitung elektrischer Störungen), entspricht der maximalen Geschwindigkeit, mit der sich alles in der Natur ausbreiten kann (der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum). Wir kennen die Schlussfolgerung der Relativitätstheorie: In diesem Fall wird die Zeit für diese Störung Null: Es gibt in der Natur nichts, was zwischen zwei Ausbreitungspunkten dieser Störung passieren könnte, denn sie existiert nicht. Dies bedeutet, dass die Störung ohne Zeitverlust mit allen anderen „Stöcken“ interagieren kann, die sie beeinflussen – gleichzeitig. Und die Wahrscheinlichkeit, welches Ergebnis an einem bestimmten Punkt im Raum während der Wechselwirkung erzielt wird, muss mit einer Wahrscheinlichkeit berechnet werden, die diesen relativistischen Effekt berücksichtigt: Da ein Elektron keine Zeit hat, kann es nicht wählen den kleinsten Unterschied zwischen zwei „Stöcken“ während der Interaktion mit ihnen und tut es gleichzeitig aus seiner „Sicht“: Ein Elektron durchläuft gleichzeitig zwei Spalte mit jeweils unterschiedlicher Wellendichte und interferiert dann mit sich selbst als zwei überlagerte Wellen.

Hier ist der Unterschied in den Beschreibungen von Wahrscheinlichkeiten in der klassischen und der Quantentheorie: Quantenkorrelationen sind „stärker“ als klassische. Wenn das Ergebnis des Herausfallens einer Münze von vielen Einflussfaktoren abhängt, diese aber im Allgemeinen eindeutig bestimmt sind, sodass man nur eine exakte Maschine zum Herauswerfen von Münzen bauen muss und diese auf die gleiche Weise fallen, ist der Zufall „verschwunden“. Wenn Sie einen Automaten bauen, der in eine Elektronenwolke stößt, wird das Ergebnis dadurch bestimmt, dass jeder Stoß immer etwas trifft, nur mit einer anderen Dichte des Wesens des Elektrons an dieser Stelle. Es gibt keine anderen Faktoren als die statische Verteilung der Wahrscheinlichkeit, den gemessenen Parameter im Elektron zu finden, und das ist Determinismus ganz anderer Art als in den Klassikern. Aber auch das ist Determinismus, d.h. sie ist immer berechenbar, reproduzierbar, nur mit einer durch die Wellenfunktion beschriebenen Singularität. Darüber hinaus betrifft ein solcher Quantendeterminismus nur eine ganzheitliche Beschreibung einer Quantenwelle. Aufgrund des Fehlens einer eigenen Zeit für das Quant interagiert es jedoch absolut zufällig, d. h. Es gibt kein Kriterium, um das Ergebnis der Messung der Gesamtheit seiner Parameter im Voraus vorherzusagen. In diesem Sinne ist e (in der klassischen Sichtweise) absolut nichtdeterministisch.

Das Elektron existiert wirklich und wahrhaftig in Form einer statischen Formation (und nicht eines in der Umlaufbahn rotierenden Punktes) – einer stehenden Welle elektrischer Störungen, die einen weiteren relativistischen Effekt hat: senkrecht zur Hauptebene der „Ausbreitung“ (es ist klar, warum in Zitate:) Durch ein elektrisches Feld entsteht auch ein statischer Polarisationsbereich, der in der Lage ist, den gleichen Bereich eines anderen Elektrons zu beeinflussen: magnetisches Moment. Die elektrische Polarisation in einem Elektron bewirkt die Wirkung einer elektrischen Ladung, deren Reflexion im Raum in Form der Möglichkeit der Beeinflussung anderer Elektronen – in Form einer magnetischen Ladung, die ohne elektrische Ladung an sich nicht existieren kann. Und wenn in einem elektrisch neutralen Atom die elektrischen Ladungen durch die Kernladungen kompensiert werden, dann können die magnetischen Ladungen in eine Richtung ausgerichtet werden und wir erhalten einen Magneten. Ausführlichere Ideen dazu finden Sie im Artikel .

Die Richtung, in die das magnetische Moment des Elektrons gerichtet ist, wird Spin genannt. Diese. Spin ist eine Manifestation der Methode, sich selbst eine Welle elektrischer Verformung mit der Bildung einer stehenden Welle zu überlagern. Der Zahlenwert des Spins entspricht der Charakteristik der sich überlagernden Welle. Für das Elektron: +1/2 oder -1/2 (das Vorzeichen symbolisiert die Richtung der seitlichen Polarisationsverschiebung – den „magnetischen“ Vektor).

Befindet sich ein Elektron auf der äußeren Elektronenschicht eines Atoms und plötzlich schließt sich ein weiteres dazu an (Bildung einer kovalenten Bindung), dann steigen sie wie zwei Magnete sofort auf Position 69 auf und bilden eine Paarkonfiguration mit einer Bindungsenergie müssen gebrochen werden, um diese Elektronen wieder zu teilen. Der Gesamtspin eines solchen Paares beträgt 0.

Der Spin ist ein Parameter, der bei der Betrachtung verschränkter Zustände eine wichtige Rolle spielt. Für ein sich frei ausbreitendes elektromagnetisches Quantum ist das Wesen des bedingten Parameters „Spin“ immer noch dasselbe: die Ausrichtung der magnetischen Komponente des Feldes. Es ist aber nicht mehr statisch und führt nicht zur Entstehung eines magnetischen Moments. Zur Befestigung benötigen Sie keinen Magneten, sondern einen Polarisatorspalt.

Um einige Ideen zur Quantenverschränkung zu bekommen, empfehle ich die Lektüre des beliebten und kurzen Artikels von Alexey Levin: Leidenschaft auf Distanz . Bitte folgen Sie dem Link und lesen Sie ihn, bevor Sie fortfahren :)

Spezifische Messparameter werden also erst während der Messung realisiert und existierten davor in Form jener Wahrscheinlichkeitsverteilung, die die Statik der relativistischen Effekte der Dynamik der Polarisationsausbreitung der Mikrowelt darstellte, sichtbar für die Makrowelt. Das Wesentliche dessen zu verstehen, was in der Quantenwelt geschieht, bedeutet, in die Manifestationen solcher relativistischen Effekte einzudringen, die einem Quantenobjekt tatsächlich die Eigenschaften des Seins verleihen gleichzeitig in verschiedenen Zuständen bis zum Zeitpunkt der spezifischen Messung.

Ein „verschränkter Zustand“ ist ein vollständig deterministischer Zustand zweier Teilchen, die eine so identische Abhängigkeit von der Beschreibung der Quanteneigenschaften aufweisen, dass aufgrund der Besonderheiten des Wesens der Quantenstatik, die ein konsistentes Verhalten aufweisen, an beiden Enden konsistente Korrelationen auftreten. Im Gegensatz zur Makrostatistik ist es in der Quantenstatistik möglich, solche Korrelationen für räumlich und zeitlich getrennte Objekte und zuvor konsistente Parameter beizubehalten. Dies zeigt sich in der Statistik der Erfüllung der Bellschen Ungleichungen.

Wie unterscheidet sich die Wellenfunktion (unsere abstrakte Beschreibung) der unverschränkten Elektronen zweier Wasserstoffatome (obwohl ihre Parameter allgemein akzeptierte Quantenzahlen sind)? Nichts, außer dass der Spin des ungepaarten Elektrons zufällig ist, ohne die Bellschen Ungleichungen zu verletzen. Bei der Bildung eines gepaarten Kugelorbitals in einem Heliumatom oder bei kovalenten Bindungen zweier Wasserstoffatome bei der Bildung eines durch zwei Atome verallgemeinerten Molekülorbitals erweisen sich die Parameter der beiden Elektronen als gegenseitig konsistent . Werden verschränkte Elektronen gespalten und beginnen sie, sich in verschiedene Richtungen zu bewegen, dann erscheint in ihrer Wellenfunktion ein Parameter, der die Verschiebung der Wahrscheinlichkeitsdichte im Raum als Funktion der Zeit beschreibt – die Trajektorie. Und das bedeutet keineswegs, dass die Funktion im Raum verschmiert ist, einfach weil die Wahrscheinlichkeit, ein Objekt in einiger Entfernung von ihm zu finden, Null wird und nichts zurückbleibt, was auf die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron zu finden, schließen lässt. Dies wird besonders deutlich, wenn das Paar zeitlich getrennt ist. Diese. Es entstehen zwei lokale und unabhängige Deskriptoren, die Teilchen in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Obwohl es immer noch möglich ist, einen allgemeinen Deskriptor zu verwenden, ist es das Recht desjenigen, der ihn formalisiert :)

Darüber hinaus kann die Umgebung der Teilchen nicht gleichgültig bleiben und unterliegt auch einer Veränderung: Die Deskriptoren der Wellenfunktion der Teilchen der Umgebung ändern sich und nehmen durch ihren Einfluss an der resultierenden Quantenstatistik teil (wodurch Phänomene wie Dekohärenz entstehen). . Aber normalerweise kommt fast niemand auf die Idee, dies als allgemeine Wellenfunktion zu bezeichnen, obwohl dies auch möglich ist.

Viele Quellen liefern detaillierte Informationen zu diesen Phänomenen.

M. B. Mensky schreibt:

"Ein Zweck dieses Artikels besteht darin, die Ansicht zu untermauern, dass es eine Formulierung der Quantenmechanik gibt, in der keine Paradoxien auftreten und in der alle Fragen, die Physiker normalerweise stellen, beantwortet werden können. Paradoxe entstehen nur dann, wenn ein Forscher mit dieser „physikalischen“ Ebene der Theorie nicht zufrieden ist, wenn er Fragen stellt, die in der Physik nicht üblich sind, wenn er es also auf sich nimmt, über die Grenzen der Physik hinauszugehen. ...Die mit verschränkten Zuständen verbundenen Besonderheiten der Quantenmechanik wurden zunächst im Zusammenhang mit dem EPR-Paradoxon formuliert, werden derzeit aber nicht als paradox wahrgenommen. Für Menschen, die beruflich mit quantenmechanischem Formalismus arbeiten (d. h. für die meisten Physiker), gibt es weder bei EPR-Paaren noch bei sehr komplexen verschränkten Zuständen mit einer großen Anzahl von Termen und einer großen Anzahl von Faktoren in jedem Term etwas Paradoxes. Die Ergebnisse aller Experimente mit solchen Zuständen sind im Prinzip leicht zu berechnen (obwohl natürlich technische Schwierigkeiten bei der Berechnung komplexer verschränkter Zustände möglich sind)."

Obwohl man sagen muss, dass Mensky in Diskussionen über die Rolle des Bewusstseins und der bewussten Wahl in der Quantenmechanik derjenige ist, der „ Nehmen Sie den Mut, über die Physik hinauszugehen". Das erinnert an Versuche, sich den Phänomenen der Psyche zu nähern. Als Quantenprofi ist Mensky gut, aber in den Mechanismen der Psyche ist er wie Penrose naiv.

Sehr kurz und bedingt (nur um das Wesentliche zu erfassen) über die Verwendung verschränkter Zustände in der Quantenkryptographie und Teleportation (da dies die Fantasie dankbarer Zuschauer in Erstaunen versetzt).

Also Kryptographie. Sie müssen die Sequenz 1001 senden

Wir nutzen zwei Kanäle. Nach dem ersten senden wir ein verschränktes Teilchen und nach dem zweiten Informationen darüber, wie die empfangenen Daten in Form eines Bits zu interpretieren sind.

Nehmen wir an, dass es eine Alternative zum möglichen Zustand des verwendeten quantenmechanischen Parameters Spin in bedingten Zuständen gibt: 1 oder 0. Darüber hinaus ist die Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens bei jedem freigesetzten Teilchenpaar tatsächlich zufällig und hat keine Bedeutung.

Erster Transfer. Beim Messen Hier Es stellte sich heraus, dass das Teilchen den Zustand 1 hat. Das bedeutet, dass das andere den Zustand 0 hat. Das also Volumen Am Ende des Empfangs der erforderlichen Einheit übertragen wir Bit 1. Dort Sie messen den Zustand des Teilchens und addieren ihn, um herauszufinden, was er bedeutet, zur übertragenen 1. Sie erhalten 1. Gleichzeitig überprüfen sie mit Weiß, ob die Verschränkung nicht gebrochen wurde, d. h. Informationen wurden nicht abgefangen.

Zweiten Gang. Das Ergebnis ist wieder ein Zustand von 1. Der andere hat eine 0. Wir übertragen die Information - 0. Addieren Sie es und erhalten Sie die erforderliche 0.

Dritter Gang. Der Zustand hier ist 0. Dort bedeutet das - 1. Um 0 zu erhalten, übertragen wir 0. Wir addieren, wir erhalten 0 (in der niedrigstwertigen Ziffer).

Vierte. Hier - 0, dort - 1, es muss als 1 interpretiert werden. Wir übergeben die Information - 0.

Das ist das Prinzip. Das Abfangen des Infokanals ist aufgrund einer völlig unkorrelierten Sequenz (Verschlüsselung des Zustands des ersten Teilchens mit einem Schlüssel) nutzlos. Abfangen eines verschleierten Kanals – stört den Empfang und wird erkannt. Die Übertragungsstatistik von beiden Enden (die empfangende Seite verfügt über alle notwendigen Daten auf der sendenden Seite) bestimmt laut Bell die Richtigkeit und Nichtabhörbarkeit der Übertragung.

Darum geht es bei der Teleportation. Es gibt dort keine willkürliche Auferlegung eines Zustands für ein Teilchen, sondern lediglich eine Vorhersage darüber, wie dieser Zustand sein wird, nachdem (und nur nachdem) das Teilchen hier durch Messung aus der Verbindung entfernt wurde. Und dann sagen sie, dass es zu einer Übertragung eines Quantenzustands mit der Zerstörung des Komplementärzustands am Ausgangspunkt kam. Nachdem Sie hier Informationen über den Zustand erhalten haben, können Sie den quantenmechanischen Parameter auf die eine oder andere Weise anpassen, sodass er mit dem hier identisch ist, aber hier wird er nicht mehr sein, und es wird darüber gesprochen, das Verbot umzusetzen Klonen im gebundenen Zustand.

Es scheint, dass es im Makrokosmos keine Analogien dieser Phänomene gibt, keine Kugeln, Äpfel usw. aus der klassischen Mechanik können nicht dazu dienen, die Manifestation dieser Natur von Quantenobjekten zu interpretieren (tatsächlich gibt es keine grundsätzlichen Hindernisse dafür, was weiter unten im letzten Link gezeigt wird). Hier liegt die Hauptschwierigkeit für diejenigen, die eine sichtbare „Erklärung“ erhalten möchten. Das bedeutet nicht, dass so etwas nicht vorstellbar wäre, wie manchmal behauptet wird. Das bedeutet, dass man sich sehr sorgfältig mit relativistischen Konzepten beschäftigen muss, die in der Quantenwelt eine entscheidende Rolle spielen und die Welt der Quanten mit der Makrowelt verbinden.

Aber auch das ist nicht nötig. Erinnern wir uns an die Hauptaufgabe der Darstellung: Wie sollte das Materialisierungsgesetz des gemessenen Parameters (der durch die Wellenfunktion beschrieben wird) aussehen, damit die Ungleichung nicht an jedem Ende verletzt wird, und bei allgemeinen Statistiken wird sie an jedem Ende verletzt? Beide Enden. Es gibt viele Interpretationen, um dies zu verstehen, indem Hilfsabstraktionen verwendet werden. Sie sprechen in verschiedenen Sprachen solcher Abstraktionen über dasselbe. Von diesen sind zwei im Hinblick auf die von den Ideenträgern geteilte Richtigkeit am bedeutsamsten. Ich hoffe, dass nach dem Gesagten klar wird, was gemeint ist :)

Kopenhagener Interpretation aus einem Artikel über das Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon:

" (EPR-Paradoxon) – ein scheinbares Paradoxon ... Stellen wir uns tatsächlich vor, dass es auf zwei Planeten an verschiedenen Enden der Galaxie zwei Münzen gibt, die immer auf die gleiche Weise herausfallen. Wenn Sie die Ergebnisse aller Würfe aufzeichnen und dann vergleichen, werden sie übereinstimmen. Die Tropfen selbst sind zufällig und können in keiner Weise beeinflusst werden. Es ist beispielsweise unmöglich, sich darauf zu einigen, dass der Kopf eins und der Schwanz null ist und somit binärer Code übertragen wird. Schließlich ist die Folge von Nullen und Einsen an beiden Enden der Leitung zufällig und hat keine Bedeutung.

Es stellt sich heraus, dass es eine Erklärung für das Paradoxon gibt, die logisch sowohl mit der Relativitätstheorie als auch mit der Quantenmechanik kompatibel ist.

Man könnte meinen, dass diese Erklärung zu unplausibel ist. Es ist so seltsam, dass Albert Einstein nie an einen „Gott, der würfelt“ geglaubt hat. Aber sorgfältige experimentelle Tests der Bellschen Ungleichungen haben gezeigt, dass es in unserer Welt nicht-lokale Zufälle gibt.

Es ist wichtig, eine bereits erwähnte Konsequenz dieser Logik hervorzuheben: Messungen über verschränkte Zustände verstoßen nur dann nicht gegen die Relativitäts- und Kausalitätstheorie, wenn sie wirklich zufällig sind. Zwischen den Messumständen und der Störung darf kein Zusammenhang, nicht das geringste Muster bestehen, da sonst die Möglichkeit einer sofortigen Informationsübermittlung besteht. Somit beweisen die Quantenmechanik (in der Kopenhagener Interpretation) und die Existenz verschränkter Zustände das Vorhandensein von Indeterminismus in der Natur."

In einer statistischen Interpretation wird dies durch das Konzept der „statistischen Ensembles“ (gleich) gezeigt:

Aus der Sicht der statistischen Interpretation sind die eigentlichen Untersuchungsobjekte der Quantenmechanik nicht einzelne Mikroobjekte, sondern statistische Ensembles von Mikroobjekten, die sich in denselben Makrobedingungen befinden. Dementsprechend bedeutet der Ausdruck „ein Teilchen befindet sich in diesem und jenem Zustand“ eigentlich „das Teilchen gehört zu diesem und jenem statistischen Ensemble“ (bestehend aus vielen ähnlichen Teilchen). Daher verändert die Wahl des einen oder anderen Unterensembles im ursprünglichen Ensemble den Zustand des Teilchens erheblich, auch wenn es keinen direkten Einfluss darauf hatte.

Betrachten Sie zur einfachen Veranschaulichung das folgende Beispiel. Nehmen wir 1000 farbige Münzen und werfen sie auf 1000 Blatt Papier. Die Wahrscheinlichkeit, dass „Kopf“ auf ein von uns zufällig ausgewähltes Blatt gedruckt wurde, ist gleich 1/2. Für Blätter, auf denen Münzen mit „Zahl“ nach oben liegen, ist die gleiche Wahrscheinlichkeit gleich 1 – das heißt, wir haben die Möglichkeit dazu Stellen Sie indirekt die Art des Abdrucks auf Papier fest, indem Sie nicht auf das Blatt selbst, sondern nur auf die Münze schauen. Allerdings ist das Ensemble einer solchen „indirekten Messung“ völlig anders als das Original: Es umfasst nicht mehr 1000 Blatt Papier, sondern nur noch etwa 500!

Somit wäre eine Widerlegung der Unsicherheitsbeziehung im EPR-„Paradoxon“ nur dann gültig, wenn es für das ursprüngliche Ensemble möglich wäre, gleichzeitig ein nicht leeres Unterensemble sowohl auf der Grundlage des Impulses als auch auf der Grundlage der räumlichen Koordinaten auszuwählen. Doch gerade die Unmöglichkeit einer solchen Wahl wird durch die Unschärferelation bestätigt! Mit anderen Worten, das EPR-„Paradoxon“ erweist sich tatsächlich als Teufelskreis: Es setzt von vornherein die Unrichtigkeit der zu widerlegenden Tatsache voraus.

Option mit einem „superluminalen Signal“ eines Teilchens A zum Teilchen B basiert auch darauf, die Tatsache zu ignorieren, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Werte der gemessenen Größen kein bestimmtes Teilchenpaar charakterisieren, sondern ein statistisches Ensemble, das eine große Anzahl solcher Paare enthält. Als eine ähnliche Situation können wir uns hier die Situation vorstellen, in der eine farbige Münze im Dunkeln auf ein Blatt geworfen wird, woraufhin das Blatt herausgezogen und in einem Safe eingeschlossen wird. Die Wahrscheinlichkeit, dass „Kopf“ auf dem Blatt aufgedruckt ist, beträgt a priori 1/2. Und die Tatsache, dass sie sich sofort in 1 verwandelt, wenn wir das Licht einschalten und sicherstellen, dass die Münze „Zahl“ nach oben liegt, ist nicht gegeben Alle weisen auf die Fähigkeit unseres Blicks hin, im Safe eingeschlossene Gegenstände chemisch zu beeinflussen.

Mehr Details: A.A. Pechenkin Ensemble-Interpretationen der Quantenmechanik in den USA und der UdSSR.

Und noch eine Interpretation von http://ru.philosophy.kiev.ua/iphras/library/phnauk5/pechen.htm:

Van Fraassens Modalinterpretation geht davon aus, dass sich der Zustand eines physikalischen Systems nur kausal ändert, d. h. Gemäß der Schrödinger-Gleichung bestimmt dieser Zustand jedoch nicht eindeutig die Werte der bei der Messung erfassten physikalischen Größen.

Popper nennt hier sein Lieblingsbeispiel: ein Kinderbillard (ein mit Nadeln bedecktes Brett, auf dem von oben eine Metallkugel herunterrollt, die ein physikalisches System symbolisiert – das Billard selbst symbolisiert ein Versuchsgerät). Wenn sich die Kugel oben auf dem Billardbrett befindet, haben wir eine Veranlagung, eine Veranlagung, einen Punkt unten auf dem Brett zu erreichen. Wenn wir den Ball irgendwo in der Mitte des Bretts befestigten, änderten wir die Spezifikation des Experiments und erhielten eine neue Veranlagung. Der quantenmechanische Indeterminismus bleibt hier vollständig erhalten: Popper stellt fest, dass Billard kein mechanisches System ist. Wir können die Flugbahn des Balls nicht verfolgen. Aber „Wellenpaketreduktion“ ist kein Akt subjektiver Beobachtung, sondern eine bewusste Neudefinition der experimentellen Situation, eine Einengung der Erfahrungsbedingungen.

Fassen wir die Fakten zusammen

1. Trotz der absoluten Zufälligkeit des Parameterverlusts bei der Messung verschränkter Teilchenpaare in der Masse zeigt sich in jedem dieser Paare Konsistenz: Wenn sich herausstellt, dass ein Teilchen im Paar Spin 1 hat, dann hat auch das andere Teilchen im Paar Spin der entgegengesetzte Spin. Dies ist im Prinzip verständlich: Da es in einem gepaarten Zustand keine zwei Teilchen geben kann, die den gleichen Spin im gleichen Energiezustand haben, bleiben die Spins konsistent, wenn sie sich teilen und die Konsistenz erhalten bleibt. Sobald der Spin des einen bestimmt ist, wird der Spin des anderen bekannt, obwohl die Zufälligkeit des Spins bei Messungen von beiden Seiten absolut ist.

Lassen Sie mich kurz die Unmöglichkeit völlig identischer Zustände zweier Teilchen an einem Ort in der Raumzeit klären, die im Modell des Aufbaus der Elektronenhülle eines Atoms als Pauli-Prinzip bezeichnet wird, und in der quantenmechanischen Betrachtung konsistenter Zustände - das Prinzip der Unmöglichkeit, verschränkte Objekte zu klonen.

Es gibt etwas (noch Unbekanntes), das tatsächlich verhindert, dass ein Quant oder sein entsprechendes Teilchen in einem lokalen Zustand mit einem anderen ist – völlig identisch in den Quantenparametern. Dies wird beispielsweise beim Casimir-Effekt realisiert, bei dem virtuelle Quanten zwischen den Platten eine Wellenlänge haben können, die nicht größer als die Lücke ist. Und dies wird besonders deutlich bei der Beschreibung eines Atoms, wenn die Elektronen eines bestimmten Atoms nicht in jeder Hinsicht identische Parameter haben können, was durch das Pauli-Prinzip axiomisch formalisiert wird.

Auf der ersten, nächstgelegenen Schicht können sich nur 2 Elektronen in Form einer Kugel befinden (S-Elektronen). Wenn es zwei davon gibt, dann haben sie unterschiedliche Spins und sind paarweise (verschränkt) und bilden eine gemeinsame Welle mit Bindungsenergie, die aufgewendet werden muss, um dieses Paar aufzubrechen.

Im zweiten, weiter entfernten und höheren Energieniveau können sich 4 „Orbitale“ zweier gepaarter Elektronen in Form einer stehenden Welle in Form einer volumetrischen Acht (p-Elektronen) befinden. Diese. Eine größere Energie nimmt mehr Platz ein und ermöglicht die Nachbarschaft mehrerer bereits verbundener Paare. Die zweite Schicht unterscheidet sich energetisch von der ersten Schicht durch einen möglichen diskreten Energiezustand (die äußeren Elektronen, die eine räumlich größere Wolke beschreiben, haben auch eine höhere Energie).

Die dritte Schicht ermöglicht bereits räumlich 9 Umlaufbahnen in Form eines Vierpasses (D-Elektronen), vierte - 16 Bahnen - 32 Elektronen, bilden die in verschiedenen Kombinationen auch dreidimensionalen Achtern ähneln ( F-Elektronen).

Elektronenwolkenformen:

a – s-Elektronen; b – p-Elektronen; c – d-Elektronen.

Diese Menge diskret unterschiedlicher Zustände – Quantenzahlen – charakterisieren die möglichen lokalen Zustände von Elektronen. Und das kommt dabei heraus.

Wenn zwei Elektronen unterschiedliche Spins habeneinsEnergieniveau (obwohl dies nicht grundsätzlich notwendig ist: http://www.membrana.ru/lenta/?9250)-Paar entsteht aufgrund von Energie und Bindung ein gemeinsames „Molekülorbital“ mit einem niedrigeren Energieniveau. Zwei Wasserstoffatome, die sich jeweils ein ungepaartes Elektron teilen, bilden eine gemeinsame Überlappung dieser Elektronen – eine (einfache kovalente) Bindung. Solange es existiert, haben tatsächlich zwei Elektronen eine gemeinsame konsistente Dynamik – eine gemeinsame Wellenfunktion. Wie lang? „Temperatur“ oder etwas anderes, das die Bindungsenergie kompensieren kann, bricht sie. Die Atome fliegen auseinander, wobei die Elektronen nicht mehr eine gemeinsame Welle teilen, sondern sich immer noch in einem komplementären, zueinander konsistenten Zustand der Verschränkung befinden. Aber es besteht kein Zusammenhang mehr :) Dies ist der Moment, in dem es sich nicht mehr lohnt, über die allgemeine Wellenfunktion zu sprechen, obwohl die probabilistischen Eigenschaften im Sinne der Quantenmechanik dieselben bleiben, als ob diese Funktion weiterhin die allgemeine Welle beschreiben würde. Dies bedeutet genau, die Fähigkeit aufrechtzuerhalten, eine konsistente Korrelation zu manifestieren.

Eine Methode zur Erzeugung verschränkter Elektronen durch ihre Wechselwirkungen wird beschrieben: http://www.scientific.ru/journal/news/n231201.html oder im Volksmund schematisch - in http://www.membrana.ru/articles/technic/2002/02/08/170200.html : " Um eine „Unsicherheitsbeziehung“ der Elektronen zu erzeugen, also sie zu „verwirren“, muss man sicherstellen, dass sie in jeder Hinsicht identisch sind, und diese Elektronen dann in einen Strahlteiler schießen. Der Mechanismus „spaltet“ jedes Elektron und bringt es in einen Quantenzustand der „Überlagerung“, wodurch sich das Elektron mit gleicher Wahrscheinlichkeit auf einem von zwei Wegen bewegen kann.".

2. Bei Statistiken von Messungen auf beiden Seiten kann die gegenseitige Konsistenz der Zufälligkeit in Paaren unter bestimmten Bedingungen zu einer Verletzung der Bellschen Ungleichung führen. Aber nicht durch den Einsatz einer besonderen, noch unbekannten quantenmechanischen Einheit.

Der folgende kurze Artikel (basierend auf den Ideen von R. Pnrose) ermöglicht es uns zu verfolgen (das Prinzip zeigen, ein Beispiel zeigen), wie dies möglich ist: Die Relativität der Bellschen Ungleichungen oder der neue Geist des nackten Königs. Dies zeigt auch die Arbeit von A.V. Belinsky, veröffentlicht in Advances in Physical Sciences: Bell's theorem without the Annahme der Lokalität. Eine weitere Arbeit von A.V. Belinsky zur Reflexion für Interessierte: Bells Theorem für trichotome Observablen, sowie eine Diskussion mit D.P.S., Prof., Acad. Valery Borisovich Morozov (eine allgemein anerkannte Koryphäe der Foren der Physikabteilung des FRTK-MIPT und des „Dubinushki“), wo Morozov diese beiden Werke von A.V. Belinsky zur Prüfung anbietet: Erfahrung des Aspekts: eine Frage an Morozov. Und zusätzlich zum Thema der Möglichkeit von Verletzungen der Bellschen Ungleichungen ohne Einleitung einer langfristigen Wirkung: Modellierung unter Verwendung der Bellschen Ungleichung.

Bitte beachten Sie, dass „The Relativity of Bell’s Inequalities or the New Mind of the Naked King“ sowie „Bell’s Theorem without the Assumption of Locality“ im Kontext dieses Artikels nicht den Anspruch erheben, den Mechanismus der quantenmechanischen Verschränkung zu beschreiben. Die Aufgabe wird im letzten Satz des ersten Links dargestellt: „Es gibt keinen Grund, die Verletzung der Bellschen Ungleichungen als unbestreitbare Widerlegung eines Modells des lokalen Realismus zu bezeichnen.“ diese. Die Grenze seiner Verwendung ist der eingangs genannte Satz: „Es kann Modelle der klassischen Lokalität geben, in denen die Bell’schen Ungleichungen verletzt werden.“ Weitere Erläuterungen dazu gibt es in der Diskussion.

Ich gebe Ihnen auch ein Modell von mir.
„Verletzung des lokalen Realismus“ ist nur ein relativistischer Effekt.
Niemand (normal) argumentiert mit der Tatsache, dass es für ein System, das sich mit maximaler Geschwindigkeit (der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum) bewegt, weder Raum noch Zeit gibt (die Lorentz-Transformation ergibt in diesem Fall null Zeit und Raum), d. h. Für ein Quantum ist es gleichzeitig hier und dort, egal wie weit es dort entfernt sein mag.
Es ist klar, dass verschränkte Quanten ihren eigenen Ausgangspunkt haben. Und Elektronen sind die gleichen Quanten im Zustand einer stehenden Welle, d.h. existieren hier und da gleichzeitig während der gesamten Lebensdauer des Elektrons. Deshalb erweisen sich alle Eigenschaften von Quanten als vorbestimmt für uns, diejenigen, die sie von außen wahrnehmen. Wir bestehen letztlich aus Quanten, die sowohl hier als auch dort sind. Für sie ist die Geschwindigkeit der Wechselwirkungsausbreitung (Höchstgeschwindigkeit) unendlich hoch. Aber alle diese Unendlichkeiten sind unterschiedlich, ebenso wie die unterschiedlichen Längen der Segmente, obwohl jedes eine unendliche Anzahl von Punkten hat, aber das Verhältnis dieser Unendlichkeiten das Verhältnis der Längen ergibt. So erscheinen uns Zeit und Raum.
Für uns wird der lokale Realismus in Experimenten verletzt, für Quanten jedoch nicht.
Diese Diskrepanz hat jedoch keinen Einfluss auf die Realität, da wir eine so unendliche Geschwindigkeit praktisch nicht ausnutzen können. Bei der „Quantenteleportation“ werden weder Informationen noch insbesondere Materie unendlich schnell übertragen.
Das alles sind also nur Witze über relativistische Effekte, mehr nicht. Sie können in der Quantenkryptographie oder etwas anderem verwendet werden, können aber nicht für wirklich weitreichende Aktionen verwendet werden.

Schauen wir uns das Wesentliche dessen an, was Bells Ungleichungen zeigen.
1. Wenn die Ausrichtung der Messgeräte an beiden Enden gleich ist, ist das Spin-Messergebnis an beiden Enden immer entgegengesetzt.
2. Wenn die Ausrichtung der Messgeräte entgegengesetzt ist, ist das Ergebnis dasselbe.
3. Wenn die Ausrichtung des linken Messgeräts um weniger als einen bestimmten Winkel von der Ausrichtung des rechten Messgeräts abweicht, wird Punkt 1 realisiert und die Übereinstimmungen liegen innerhalb der von Bell für unabhängige Teilchen vorhergesagten Wahrscheinlichkeit.
4. Wenn der Winkel größer ist, dann ist Punkt 2 und die Zufälle größer als die von Bell vorhergesagte Wahrscheinlichkeit.

Diese. Bei einem kleineren Winkel erhalten wir überwiegend entgegengesetzte Werte der Spins, bei einem größeren Winkel erhalten wir überwiegend identische.
Warum das beim Spin passiert, kann man sich vorstellen, wenn man bedenkt, dass der Spin eines Elektrons ein Magnet ist und auch an der Ausrichtung des Magnetfelds gemessen wird (oder bei einem freien Quantum ist der Spin die Richtung der Polarisation und wird gemessen an). die Ausrichtung des Spalts, durch den die Rotationsebene der Polarisation fallen soll).
Es ist klar, dass wir durch das Senden von Magneten, die ursprünglich verbunden waren und beim Senden ihre gegenseitige Ausrichtung beibehielten, sie während der Messung mit einem Magnetfeld beeinflussen (sie in die eine oder andere Richtung drehen), auf die gleiche Weise, wie es bei Quantenparadoxien geschieht.
Es ist klar, dass beim Auftreffen auf ein Magnetfeld (einschließlich des Spins eines anderen Elektrons) der Spin notwendigerweise entsprechend diesem ausgerichtet ist (im Fall des Spins eines anderen Elektrons entgegengesetzt zueinander). Aus diesem Grund heißt es, dass „die Ausrichtung des Spins nur während der Messung auftritt“, aber gleichzeitig hängt sie von seiner Ausgangsposition (in welche Richtung gedreht werden soll) und der Einflussrichtung des Messgeräts ab.
Es ist klar, dass hierfür keine weitreichenden Maßnahmen erforderlich sind, ebenso wie es nicht notwendig ist, ein solches Verhalten im Ausgangszustand der Partikel vorzuschreiben.
Ich habe Grund zu der Annahme, dass bei der Messung des Spins einzelner Elektronen bisher Zwischenspinzustände nicht berücksichtigt werden, sondern überwiegend nur entlang des Messfeldes und gegen das Feld. Beispiele für Methoden: , . Es lohnt sich, auf das Entwicklungsdatum dieser Methoden zu achten, das später liegt als die oben beschriebenen Experimente.
Das gegebene Modell ist natürlich vereinfacht (bei Quantenphänomenen ist der Spin nicht genau das Material von Magneten, obwohl sie alle beobachteten magnetischen Phänomene liefern) und berücksichtigt nicht viele Nuancen. Daher handelt es sich nicht um eine Beschreibung eines realen Phänomens, sondern zeigt nur ein mögliches Prinzip. Und er zeigt auch, wie schlecht es ist, einfach dem beschreibenden Formalismus (Formeln) zu vertrauen, ohne das Wesentliche des Geschehens zu verstehen.
Darüber hinaus ist Bells Theorem in der Formulierung aus Aspeks Artikel richtig: „Es ist unmöglich, eine Theorie mit einem zusätzlichen Parameter zu finden, der der allgemeinen Beschreibung genügt und alle Vorhersagen der Quantenmechanik reproduziert.“ und überhaupt nicht in Penroses Formulierung: „Es stellt sich heraus, dass es unmöglich ist, die Vorhersagen der Quantentheorie auf diese (Nicht-Quanten-)Weise zu reproduzieren.“ Es ist klar, dass es zum Beweis der Theorie nach Penrose notwendig ist, zu beweisen, dass es nicht möglich ist, die Bellschen Ungleichungen mit anderen Modellen als einem quantenmechanischen Experiment zu verletzen.

Dies ist ein etwas übertriebenes, man könnte sagen vulgäres Interpretationsbeispiel, nur um zu zeigen, wie man bei solchen Ergebnissen getäuscht werden kann. Aber machen wir klar, was Bell beweisen wollte und was tatsächlich passiert. Bell hat ein Experiment erstellt, das zeigt, dass es bei der Verschränkung keinen bereits existierenden „Algorithmus a“ gibt, eine vorab festgelegte Korrelation (wie Gegner damals betonten und sagten, dass es einige versteckte Parameter gibt, die eine solche Korrelation bestimmen). Und dann müssten die Wahrscheinlichkeiten in seinen Experimenten höher sein als die Wahrscheinlichkeit eines tatsächlich zufälligen Prozesses (warum, wird weiter unten ausführlich beschrieben).
ABER tatsächlich haben sie einfach die gleichen probabilistischen Abhängigkeiten. Was bedeutet das? Das heißt, es handelt sich keineswegs um einen vorgegebenen, gegebenen Zusammenhang zwischen der Festlegung eines Parameters und einer Messung, sondern ein solches Ergebnis der Festlegung ergibt sich aus der Tatsache, dass die Prozesse die gleiche (komplementäre) Wahrscheinlichkeitsfunktion haben (die z. (im Allgemeinen direkt aus quantenmechanischen Konzepten abgeleitet), das Wesentliche, das in der Realisierung eines Parameters im festen Zustand besteht, der aufgrund der Abwesenheit von Raum und Zeit in seinem „Referenzrahmen“ aufgrund der maximal möglichen Dynamik seiner Existenz nicht definiert wurde (relativistischer Effekt formalisiert durch Lorentz-Transformationen, siehe Vakuum, Quanten, Materie).

So beschreibt Brian Greene in seinem Buch The Fabric of the Cosmos die methodische Essenz von Bells Experiment. Jeder der beiden Spieler erhielt viele Kisten mit jeweils drei Türen. Öffnet der erste Spieler die gleiche Tür wie der zweite in einer Kiste mit der gleichen Nummer, dann blinkt diese mit dem gleichen Licht: rot oder blau.
Der erste Spieler Scully geht davon aus, dass dies durch das je nach Tür in jedes Paar eingebettete Blitz-Farbprogramm gewährleistet wird, der zweite Spieler Mulder glaubt, dass die Blitze mit gleicher Wahrscheinlichkeit folgen, aber irgendwie miteinander verbunden sind (durch nicht-lokale Fernwirkung) . Laut dem zweiten Spieler entscheidet die Erfahrung über alles: Wenn das Programm – dann sollte die Wahrscheinlichkeit identischer Farben beim zufälligen Öffnen verschiedener Türen mehr als 50 % betragen, entgegen der Wahrheit der Zufallswahrscheinlichkeit. Er gab ein Beispiel dafür:
Um genau zu sein, stellen wir uns vor, dass das Programm für die Kugel in einer separaten Box die Farben Blau (1. Tür), Blau (2. Tür) und Rot (3. Tür) erzeugt. Da wir uns nun beide für eine der drei Türen entscheiden, gibt es insgesamt neun mögliche Türkombinationen, die wir für eine bestimmte Box öffnen können. Ich kann zum Beispiel die obere Tür meiner Box wählen, während Sie die Seitentür Ihrer Box wählen können; oder ich kann die Vordertür auswählen und Sie können die obere Tür auswählen; usw."
"Ja natürlich." – Scully zuckte zusammen. „Wenn wir die obere Tür 1, die Seitentür 2 und die vordere Tür 3 nennen, dann sind die neun möglichen Türkombinationen einfach (1,1), (1,2), (1,3), (2,1 ), ( 2,2), (2,3), (3,1), (3,2) und (3,3).“
„Ja, das stimmt“, fährt Mulder fort. - „Jetzt der wichtige Punkt: Von diesen neun Möglichkeiten stellen wir fest, dass fünf Kombinationen von Türen – (1,1), (2,2), (3,3), (1,2) und (2,1) – Das Ergebnis ist, dass wir die Kugeln in unseren Kisten in den gleichen Farben blinken sehen.
Bei den ersten drei Türkombinationen wählen wir die gleichen Türen, und das führt bekanntlich immer dazu, dass wir die gleichen Farben sehen. Die anderen beiden Türkombinationen (1,2) und (2,1) ergeben die gleichen Farben, da das Programm vorschreibt, dass die Kugeln in einer Farbe – blau – blinken, wenn entweder Tür 1 oder Tür 2 geöffnet ist. Da also 5 mehr als die Hälfte von 9 ist, bedeutet das, dass bei mehr als der Hälfte – mehr als 50 Prozent – ​​der möglichen Kombinationen von Türen, die wir öffnen können, die Kugeln in derselben Farbe blinken.“
„Aber warte“, protestiert Scully. - „Dies ist nur ein Beispiel für ein spezielles Programm: Blau, Blau, Rot. In meiner Erklärung bin ich davon ausgegangen, dass Boxen mit unterschiedlichen Nummern unterschiedliche Programme haben können und werden.“
„Eigentlich spielt es keine Rolle. Die Schlussfolgerung gilt für jedes der möglichen Programme.“

Und das trifft tatsächlich zu, wenn es sich um ein Programm handelt. Dies ist jedoch keineswegs der Fall, wenn es sich um zufällige Abhängigkeiten für viele Erfahrungen handelt, sondern jeder dieser Zufälle in jedem Experiment die gleiche Form hat.
Im Fall von Elektronen, wenn sie zunächst in einem Paar gebunden waren, was ihre völlig abhängigen (gegenseitig entgegengesetzten) Spins sicherstellt und auseinanderfliegen, bleibt diese gegenseitige Abhängigkeit natürlich mit einem vollständigen Gesamtbild der wahren Niederschlagswahrscheinlichkeit bestehen und in der Die Tatsache, dass es unmöglich ist, im Voraus zu sagen, wie sich die Spins der beiden Elektronen in einem Paar entwickelt haben, ist unmöglich, bis eines von ihnen bestimmt ist, aber sie „schon“ (wenn man das in Bezug auf etwas sagen kann, das es nicht gibt). eigene Metrik von Zeit und Raum) eine bestimmte relative Position haben.

Weiter in Brian Greenes Buch:
Es gibt eine Möglichkeit zu prüfen, ob wir versehentlich mit der STO in Konflikt geraten sind. Die gemeinsame Eigenschaft von Materie und Energie besteht darin, dass sie bei der Übertragung von Ort zu Ort Informationen übertragen können. Photonen transportieren Informationen, wenn sie von einer Funkstation zu Ihrem Empfänger wandern. Elektronen, die über Internetkabel zu Ihrem Computer wandern, übertragen Informationen. In jeder Situation, in der angenommen wird, dass sich etwas – selbst etwas Unbekanntes – schneller als die Lichtgeschwindigkeit bewegt, besteht der sichere Test darin, zu fragen, ob es Informationen übermitteln kann oder zumindest übermitteln kann. Wenn die Antwort „Nein“ lautet, geht die Standardargumentation davon aus, dass nichts die Lichtgeschwindigkeit überschreitet und SRT unbestritten bleibt. In der Praxis verwenden Physiker diesen Test häufig, um festzustellen, ob ein subtiler Prozess gegen die Gesetze der SRT verstößt. Nichts hat diesen Test überstanden.

Was den Ansatz von R. Penrose betrifft usw. Interpreten, dann werde ich aus seiner Arbeit Penrouz.djvu versuchen, diese Grundhaltung (Weltanschauung) hervorzuheben, die direkt zu mystischen Ansichten über Nichtlokalität führt (mit meinen Kommentaren – schwarzes Tsaeta):

Es war notwendig, einen Weg zu finden, der es ermöglicht, die Wahrheit von den Annahmen in der Mathematik zu trennen – ein formales Verfahren, mit dem man mit Sicherheit sagen kann, ob eine bestimmte mathematische Aussage wahr ist oder nicht (Einwand siehe Methode und Wahrheit des Aristoteles, Kriterien der Wahrheit). Solange dieses Problem nicht richtig gelöst ist, kann man kaum ernsthaft auf Erfolg bei der Lösung anderer, viel komplexerer Probleme hoffen – derjenigen, die die Natur der Kräfte betreffen, die die Welt bewegen, unabhängig davon, welche Beziehung diese Kräfte zur mathematischen Wahrheit haben. Die Erkenntnis, dass der Schlüssel zum Verständnis des Universums in der unwiderlegbaren Mathematik liegt, ist vielleicht der erste der wichtigsten Durchbrüche in der Wissenschaft im Allgemeinen. Die alten Ägypter und Babylonier vermuteten mathematische Wahrheiten verschiedener Art, aber der Grundstein für das Fundament des mathematischen Verständnisses...
... zum ersten Mal hatten Menschen die Möglichkeit, verlässliche und offensichtlich unwiderlegbare Aussagen zu formulieren – Aussagen, deren Wahrheit heute außer Zweifel steht, obwohl die Wissenschaft seitdem große Fortschritte gemacht hat. Zum ersten Mal entdeckten die Menschen die wirklich zeitlose Natur der Mathematik.
Was ist dieser mathematische Beweis? In der Mathematik ist ein Beweis eine einwandfreie Argumentation, die ausschließlich die Techniken der reinen Logik nutzt. (reine Logik existiert nicht. Logik ist eine axiomatische Formalisierung von Mustern und Beziehungen, die in der Natur vorkommen) es einem ermöglichen, eine eindeutige Schlussfolgerung über die Gültigkeit einer bestimmten mathematischen Aussage zu ziehen, basierend auf der Gültigkeit anderer mathematischer Aussagen, die entweder im Voraus auf ähnliche Weise festgestellt wurden oder überhaupt keinen Beweis erfordern (spezielle Elementaraussagen, deren Wahrheit, nach allgemeiner Meinung selbstverständlich sind, nennt man Axiome). Die bewiesene mathematische Aussage wird üblicherweise als Theorem bezeichnet. Da verstehe ich ihn nicht: Es gibt auch Sätze, die einfach aufgestellt, aber nicht bewiesen werden.
... Objektive mathematische Konzepte sollten als zeitlose Objekte betrachtet werden; Es besteht kein Grund zu glauben, dass ihre Existenz in dem Moment beginnt, in dem sie in der einen oder anderen Form in der menschlichen Vorstellungskraft erscheinen.
... Somit unterscheidet sich die mathematische Existenz nicht nur von der physischen Existenz, sondern auch von der Existenz, die unsere bewusste Wahrnehmung einem Objekt verleihen kann. Es hängt jedoch eindeutig mit den letzten beiden Existenzformen zusammen, nämlich der physischen und der geistigen Existenz Verbindung ist ein völlig physikalisches Konzept. Was meint Penrose hier?- und die entsprechenden Zusammenhänge sind ebenso grundlegend wie geheimnisvoll.
Reis. 1.3. Drei „Welten“ – Platons mathematische, physische und mentale – und drei grundlegende Geheimnisse, die sie verbinden ...
... Also, gemäß der in Abb. 1.3 Diagramm: Die gesamte physikalische Welt unterliegt mathematischen Gesetzen. Wir werden in späteren Kapiteln des Buches sehen, dass es starke (wenn auch unvollständige) Beweise gibt, die diese Ansicht stützen. Wenn wir diesen Beweisen glauben, müssen wir zugeben, dass alles, was im physischen Universum existiert, bis ins kleinste Detail tatsächlich von präzisen mathematischen Prinzipien – vielleicht Gleichungen – bestimmt wird. Ich albern hier nur leise herum...
...Wenn dem so ist, dann sind unsere physischen Handlungen vollständig einer solchen universellen mathematischen Kontrolle untergeordnet, obwohl diese „Kontrolle“ immer noch eine gewisse Zufälligkeit im Verhalten zulässt, die von strengen Wahrscheinlichkeitsprinzipien gesteuert wird.
Viele Menschen fühlen sich aufgrund solcher Annahmen sehr unwohl; Ich selbst muss zugeben, dass mir diese Gedanken einige Sorgen bereiten.
... Vielleicht sind die drei Welten in gewissem Sinne überhaupt keine getrennten Einheiten, sondern spiegeln nur verschiedene Aspekte einer grundlegenderen WAHRHEIT (Hervorhebung hinzugefügt) wider, die die Welt als Ganzes beschreibt – eine Wahrheit, von der wir derzeit keine Ahnung haben Konzepte. - sauber Mystiker....
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Es stellt sich sogar heraus, dass es Bereiche auf dem Bildschirm gibt, die für die von der Quelle emittierten Partikel unzugänglich sind, obwohl die Partikel recht erfolgreich in diese Bereiche eindringen konnten, wenn nur einer der Schlitze offen war! Obwohl die Punkte einzeln auf dem Bildschirm an lokalisierten Positionen erscheinen und obwohl jede Begegnung eines Partikels mit einem Bildschirm mit einem bestimmten Emissionsvorgang des Partikels durch die Quelle verbunden sein kann, ist das Verhalten des Partikels zwischen der Quelle und Der Bildschirm, einschließlich der Mehrdeutigkeit, die mit dem Vorhandensein von zwei Schlitzen in der Barriere verbunden ist, ähnelt dem Verhalten einer Welle, bei der die Welle, wenn ein Teilchen mit dem Bildschirm kollidiert, beide Schlitze gleichzeitig spürt. Darüber hinaus (und das ist für unsere unmittelbaren Zwecke besonders wichtig) entspricht der Abstand zwischen den Streifen auf dem Bildschirm der Wellenlänge A unseres Wellenteilchens, bezogen auf den Impuls der Teilchen p durch die vorherige Formel XXXX.
Das alles ist durchaus möglich, wird ein nüchterner Skeptiker sagen, aber das zwingt uns nicht dazu, bei irgendeinem Operator eine solch absurd anmutende Identifizierung von Energie und Impuls vorzunehmen! Ja, genau das möchte ich sagen: Ein Operator ist lediglich ein Formalismus zur Beschreibung eines Phänomens innerhalb seines bestimmten Rahmens und keine Identität mit dem Phänomen.
Natürlich zwingt es uns nicht, aber sollten wir uns von einem Wunder abwenden, wenn es uns erscheint?! Was ist dieses Wunder? Das Wunder ist, dass diese scheinbare Absurdität der experimentellen Tatsache (Wellen erweisen sich als Teilchen und Teilchen erweisen sich als Wellen) mit Hilfe eines schönen mathematischen Formalismus in das System gebracht werden kann, in dem der Impuls tatsächlich mit „ Differenzierung entlang der Koordinate“ und Energie mit „Differenzierung nach der Zeit“.
... Das ist alles großartig, aber was ist mit dem Zustandsvektor? Was hindert uns daran zu erkennen, dass es die Realität darstellt? Warum sind Physiker oft äußerst zurückhaltend gegenüber dieser philosophischen Position? Nicht nur Physiker, sondern diejenigen, die mit einer ganzheitlichen Weltanschauung alles in Ordnung haben und nicht dazu neigen, sich auf unbestimmte Überlegungen einzulassen.
.... Wenn Sie möchten, können Sie sich vorstellen, dass die Photonenwellenfunktion die Quelle in Form eines klar definierten Wellenpakets kleiner Größe verlässt und nach dem Auftreffen auf den Strahlteiler in zwei Teile geteilt wird, von denen einer wird vom Splitter reflektiert und der andere wird beispielsweise in senkrechter Richtung durch ihn hindurchgelassen. In beiden Fällen haben wir die Wellenfunktion im ersten Strahlteiler gezwungen, in zwei Teile aufzuspalten ... Axiom 1: Quanten sind nicht teilbar. Eine Person, die über die Hälfte eines Quants außerhalb seiner Wellenlänge spricht, wird von mir mit nicht weniger Skepsis wahrgenommen als eine Person, die mit jeder Änderung des Zustands des Quants ein neues Universum erschafft. Axiom 2: Das Photon ändert seine Flugbahn nicht, und wenn sie sich geändert hat, dann handelt es sich um eine erneute Emission des Photons durch das Elektron. Denn ein Quant ist kein elastisches Teilchen und es gibt nichts, von dem es abprallen würde. Aus irgendeinem Grund wird in allen Beschreibungen solcher Experimente darauf verzichtet, diese beiden Dinge zu erwähnen, obwohl sie eine grundlegendere Bedeutung haben als die beschriebenen Effekte. Ich verstehe nicht, warum Penrose das sagt, er kann nicht umhin, etwas über die Unteilbarkeit des Quantums zu wissen, außerdem erwähnte er dies in der Beschreibung des Doppelspalts. In solchen Wunderfällen muss man dennoch versuchen, im Rahmen der Grundaxiome zu bleiben, und wenn sie in irgendeinen Widerspruch zur Erfahrung geraten, ist dies ein Grund, genauer über die Methodik und Interpretation nachzudenken.
Akzeptieren wir vorerst, zumindest als mathematisches Modell der Quantenwelt, diese seltsame Beschreibung, nach der sich ein Quantenzustand für einige Zeit in Form einer Wellenfunktion entwickelt, die normalerweise im gesamten Raum „verschmiert“ ist (jedoch mit der Möglichkeit). Fokussierung auf einen begrenzteren Bereich), und wenn dann die Messung durchgeführt wird, verwandelt sich dieser Zustand in etwas Lokalisiertes und genau Definiertes.
Diese. Sie reden ernsthaft von der Möglichkeit, dass sich etwas über mehrere Lichtjahre ausbreitet und es zu einer sofortigen gegenseitigen Veränderung kommen kann. Dies kann rein abstrakt dargestellt werden – als Bewahrung einer formalisierten Beschreibung auf jeder Seite, jedoch nicht in Form einer realen Entität, die durch die Natur des Quants repräsentiert wird. Hier besteht eine klare Kontinuität der Vorstellung von der Realität der Existenz mathematischer Formalismen.

Deshalb sehe ich sowohl Penrose als auch andere ähnlich promistisch gesinnte Physiker trotz ihrer sehr lauten Autorität sehr skeptisch ...

In S. Weinbergs Buch Dreams of a Final Theory:
Die Philosophie der Quantenmechanik ist für ihren tatsächlichen Nutzen so irrelevant, dass man zu vermuten beginnt, dass alle tiefgreifenden Fragen nach der Bedeutung der Messung in Wirklichkeit leer sind und durch die Unvollkommenheit unserer Sprache entstehen, die in einer Welt geschaffen wurde, die praktisch von Gesetzen regiert wird der klassischen Physik.

Im Artikel Was ist Lokalität und warum gibt es sie nicht in der Quantenwelt? , wo das Problem basierend auf jüngsten Ereignissen von Alexander Lvovsky, einem Mitarbeiter des RCC und Professor an der University of Calgary, zusammengefasst wird:
Quantennichtlokalität existiert nur im Rahmen der Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik. Demnach kollabiert ein Quantenzustand, wenn er gemessen wird. Wenn wir die Viele-Welten-Interpretation zugrunde legen, die besagt, dass die Messung eines Zustands nur die Überlagerung auf den Beobachter ausdehnt, dann gibt es keine Nichtlokalität. Dies ist nur eine Illusion eines Beobachters, der „nicht weiß“, dass er mit einem Teilchen am gegenüberliegenden Ende der Quantenlinie in einen verschränkten Zustand eingetreten ist.

Einige Schlussfolgerungen aus dem Artikel und seiner bestehenden Diskussion.
Derzeit gibt es viele Interpretationen unterschiedlicher Komplexität, die nicht nur versuchen, das Phänomen der Verschränkung und anderer „nicht-lokaler Effekte“ zu beschreiben, sondern auch Annahmen über die Natur (Mechanismen) dieser Phänomene zu beschreiben – d. h. Hypothesen. Darüber hinaus herrscht die Meinung vor, dass man sich in diesem Themenbereich nichts vorstellen kann und man sich nur auf bestimmte Formalisierungen verlassen kann.
Dieselben Formalisierungen können jedoch mit annähernd gleicher Überzeugungskraft alles zeigen, was der Interpret will, bis hin zur Beschreibung der Entstehung eines neuen Universums jedes Mal in einem Moment der Quantenunsicherheit. Und da solche Momente während der Beobachtung entstehen, ist die Bewusstseinsbildung wie ein direkter Teilnehmer an Quantenphänomenen.
Eine ausführliche Begründung – warum dieser Ansatz völlig falsch erscheint – finden Sie im Artikel Heuristiken.
Jedes Mal, wenn der nächste coole Mathematiker beginnt, so etwas wie die Einheit der Natur zweier völlig unterschiedlicher Phänomene auf der Grundlage der Ähnlichkeit ihrer mathematischen Beschreibung zu beweisen (nun, das wird zum Beispiel ernsthaft mit dem Coulomb-Gesetz und dem Newton-Schwerkraftgesetz getan) oder Ich werde die Quantenverschränkung in einer speziellen „Dimension“ „erklären“, ohne ihre tatsächliche Verkörperung (oder die Existenz von Meridianen im Formalismus der Erdbewohner) darzustellen :)