Исследователи из Академии наук Австрии и Венского университета подвергли запутанные пары фотонов серьезному испытанию:
свободному падению с большой высоты и гравитационному ускорению в центрифуге, в 30 раз превышающему земное.
Квантовая запутанность выдержала воздействие гравитацией.
Этот эксперимент, результаты которого опубликованы в журнале Nature Communications, углубляет наше понимание квантовой механики и дает ценный материал для проведения экспериментов в космосе, пишет Phys.org.
Теория относительности Эйнштейна и теория квантовой механики — два столпа современной физики, до сих пор не объединенных в «теорию всего». Типичный пример квантового феномена — запутанность: она означает, что измерение одного фотона в паре тут же определяет состояние другого, вне зависимости от их положения в пространстве.
Ускорение, с другой стороны, лучше описывается теорией относительности. И теперь, впервые квантовые технологии позволили ученым наблюдать эти феномены одновременно: стабильность квантовомеханической запутанности пар фотонов подвергается воздействию релятивистского ускорения.
В проведенном австрийскими физиками эксперименте запутанность фотонных пар подверглась воздействию свободного падения с высоты 12 метров и ускорения в 30 g. Таким образом, они доказали, что квантовую запутанность невозможно разрушить даже с помощью мощной гравитации.
«Этот эксперимент поможет объединить теории квантовой механики и относительности», — говорит Руперт Урсин, руководитель исследовательской группы. Надежность квантовой запутанности для ускоренных систем критически важна для квантовых экспериментов в космосе. «Если бы запутанность оказалась слишком хрупкой, квантовые эксперименты не смогли бы проводиться на спутниках или движущихся на большой скорости космических кораблях», — поясняет Маттиас Финк, первый автор публикации.
Взаимосвязь между квантовой и классической физикой обнаружили американские ученые: используя квантовую систему из трех сверхпроводящих кубитов, они открыли, что классический хаос и квантовая запутанность явственно связаны между собой.