Significato di entanglement quantistico

L’entanglement quantistico è un fenomeno fisico che si verifica quando coppie o gruppi di particelle sono generati o interagiscono in modi tali che lo stato quantico di ogni particella non può essere descritto indipendentemente dallo stato dell’altro (s), anche quando le particelle sono separate da un a grande distanza, invece, deve essere descritto uno stato quantico per il sistema nel suo complesso.

Si ritiene che l’entanglement quantistico sia uno dei concetti più complessi della scienza, ma i problemi principali sono semplici. E una volta capito, l’entanglement apre una più ricca comprensione di concetti come i “molti mondi” della teoria dei quanti. Un’aura di mistero affascinante si collega al concetto di entanglement quantistico , e anche alla (in qualche modo) affermazione correlata che la teoria quantistica richiede “molti mondi”. Eppure alla fine quelle sono, o dovrebbero essere, idee scientifiche e implicazioni concrete. Qui vorrei spiegare i concetti di entanglement e molti mondi in modo semplice e chiaro.

L’entanglement è spesso considerato un fenomeno unicamente meccanico-quantistico, ma non lo è. In effetti, è illuminante, anche se un po ‘non convenzionale, considerare prima una semplice versione non-quantica (o “classica”) dell’entanglement. Questo ci consente di fare leva sulla sottigliezza dell’entanglement stesso, a parte la stranezza generale della teoria quantistica.  L’entanglement si verifica in situazioni in cui abbiamo una conoscenza parziale dello stato di due sistemi. Ad esempio, i nostri sistemi possono essere due oggetti che chiameremo c-on. La “c” ha lo scopo di suggerire “classico”, ma se preferisci avere qualcosa di specifico e piacevole in mente, puoi pensare alle nostre c-on come torte.

I nostri c-on sono disponibili in due forme, quadrate o circolari, che identifichiamo come possibili stati. Quindi i quattro possibili stati uniti, per due c-on, sono (quadrato, quadrato), (quadrato, cerchio), (cerchio, quadrato), (cerchio, cerchio). Le seguenti tabelle mostrano due esempi di cosa potrebbero essere le probabilità per trovare il sistema in ciascuno di questi quattro stati.

Diciamo che i c-on sono “indipendenti” se la conoscenza dello stato di uno di essi non fornisce informazioni utili sullo stato dell’altro. Il nostro primo tavolo ha questa proprietà. Se il primo c-on (o torta) è quadrato, siamo ancora al buio sulla forma del secondo. Allo stesso modo, la forma del secondo non rivela nulla di utile sulla forma del primo.

D’altra parte, diciamo che i nostri due c-on sono impigliati quando l’informazione su uno migliora la nostra conoscenza dell’altro. La nostra seconda tabella dimostra l’entanglement estremo. In tal caso, ogni volta che il primo c-on è circolare, sappiamo che anche il secondo è circolare. E quando il primo c-on è quadrato, lo è anche il secondo. Conoscendo la forma di uno, possiamo dedurre la forma dell’altro con certezza.

La versione quantistica dell’entanglement è essenzialmente lo stesso fenomeno – cioè, la mancanza di indipendenza. Nella teoria quantistica, gli stati sono descritti da oggetti matematici chiamati funzioni d’onda. Le regole che collegano le funzioni d’onda alle probabilità fisiche introducono complicazioni molto interessanti, come discuteremo, ma il concetto centrale di conoscenza entangled, che abbiamo già visto per le probabilità classiche, continua. Le torte non contano come sistemi quantistici, naturalmente, ma l’entanglement tra i sistemi quantistici sorge spontaneamente – ad esempio, all’indomani delle collisioni tra particelle. In pratica, gli stati non indipendenti (indipendenti) sono rare eccezioni, perché ogni volta che i sistemi interagiscono, l’interazione crea delle correlazioni tra loro. Si consideri, ad esempio, le molecole. Sono compositi di sottosistemi, cioè elettroni e nuclei. Lo stato di energia più basso di una molecola, in cui si trova di solito, è uno stato altamente intrappolato dei suoi elettroni e nuclei, poiché le posizioni di quelle particelle costituenti non sono affatto indipendenti. Mentre i nuclei si muovono, gli elettroni si muovono con loro.

Tornando al nostro esempio: Se scriviamo Φ  , Φ  per le funzioni d’onda che descrivono il sistema 1 nei suoi stati quadrati o circolari, e ψ  , ψ  per le funzioni d’onda che descrivono il sistema 2 nei suoi stati quadrati o circolari, quindi nel nostro esempio di lavoro saranno gli stati generali

Indipendente: Φ  ψ  + Φ  ψ  + Φ  ψ  + Φ  ψ 

Entagled: Φ  ψ  + Φ  ψ 

Possiamo anche scrivere la versione indipendente come

(Φ  + Φ  ) (ψ  + ψ  )

Nota come in questa formulazione le parentesi separano chiaramente i sistemi 1 e 2 in unità indipendenti.

Ci sono molti modi per creare stati entangled. Un modo è quello di misurare il tuo sistema (composito) che ti dà informazioni parziali. Possiamo imparare, per esempio, che i due sistemi hanno cospirato per avere la stessa forma, senza imparare esattamente quale forma hanno. Questo concetto diventerà importante in seguito. Le conseguenze più distintive dell’entanglement quantistico, come gli effetti Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) e Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ), derivano dalla sua interazione con un altro aspetto della teoria dei quanti chiamato “complementarità”. Per aprire la strada alla discussione su EPR e GHZ, introduciamo ora la complementarità.

In precedenza, immaginavamo che i nostri c-on potessero esibire due forme (quadrato e cerchio). Ora immaginiamo che possa anche mostrare due colori: rosso e blu. Se parliamo di sistemi classici, come le torte, questa proprietà aggiuntiva implicherebbe che i nostri c-on potrebbero essere in uno dei quattro possibili stati: un quadrato rosso, un cerchio rosso, un quadrato blu o un cerchio blu. Eppure per una torta quantistica – un terremoto, forse, o (con più dignità) un q-on – la situazione è profondamente diversa. Il fatto che un q-on possa esibire, in situazioni diverse, forme diverse o colori diversi non significa necessariamente che sia contemporaneamente una forma e un colore. In effetti, questa inferenza di “senso comune”, che Einstein ha insistito, dovrebbe far parte di qualsiasi nozione accettabile di realtà fisica, è incoerente con i fatti sperimentali, come vedremo tra breve.

Possiamo misurare la forma del nostro q-on, ma così facendo perdiamo tutte le informazioni sul suo colore. Oppure possiamo misurare il colore del nostro q-on, ma così facendo perdiamo tutte le informazioni sulla sua forma. Ciò che non possiamo fare, secondo la teoria dei quanti, è misurare sia la sua forma che il suo colore simultaneamente. Nessuna visione della realtà fisica cattura tutti i suoi aspetti; si devono prendere in considerazione molti punti di vista diversi e reciprocamente esclusivi, ognuno dei quali offre una visione valida ma parziale. Questo è il cuore della complementarità, come lo ha formulato Niels Bohr. Di conseguenza, la teoria dei quanti ci costringe a essere prudenti nell’assegnare la realtà fisica alle proprietà individuali. Per evitare contraddizioni, dobbiamo ammettere che:

  1. Una proprietà che non è misurata non deve necessariamente esistere.
  2. La misurazione è un processo attivo che altera il sistema misurato.

Ora descriverò due classici, anche se lontani dalla classica! – illustrazioni della stranezza della teoria quantistica. Entrambi sono stati controllati in esperimenti rigorosi. (Negli esperimenti reali, le persone misurano le proprietà come il momento angolare degli elettroni piuttosto che le forme oi colori delle torte). Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen (EPR) hanno descritto un effetto sorprendente che può sorgere quando due sistemi quantistici sono impigliati. L’effetto EPR sposa una forma specifica e sperimentalmente realizzabile di entanglement quantistico con complementarità. Una coppia EPR consiste di due q-on, ognuno dei quali può essere misurato per la sua forma o per il suo colore (ma non per entrambi). Supponiamo di avere accesso a molte di queste coppie, tutte identiche, e che possiamo scegliere quali misure fare dei loro componenti. Se misuriamo la forma di un membro di una coppia EPR, troviamo che è altrettanto probabile che sia quadrata o circolare. Se misuriamo il colore, troviamo che è altrettanto probabile che sia rosso o blu.

Gli effetti interessanti, che EPR considera paradossali, sorgono quando misuriamo entrambi i membri della coppia. Quando misuriamo entrambi i membri per il colore, o entrambi i membri per la forma, troviamo che i risultati sono sempre d’accordo. Quindi se scopriamo che uno è rosso e poi misuriamo il colore dell’altro, scopriremo che anche questo è rosso e così via. D’altra parte, se misuriamo la forma di uno, e quindi il colore dell’altro, non c’è alcuna correlazione. Quindi se il primo è quadrato, il secondo è altrettanto probabile che sia rosso o blu. Secondo la teoria quantistica, otterremo quei risultati anche se grandi distanze separano i due sistemi e le misurazioni vengono eseguite quasi simultaneamente. La scelta della misurazione in una posizione sembra influenzare lo stato del sistema nell’altra posizione. Questa “azione spettrale a distanza”, come la chiamava Einstein, potrebbe richiedere la trasmissione di informazioni – in questo caso, informazioni su quale misura è stata eseguita – ad una velocità superiore a quella della luce. Ma lo fa? Finché non conosco il risultato ottenuto, non so cosa aspettarmi. Ottengo informazioni utili quando imparo il risultato che hai misurato, non nel momento in cui lo misuri. E ogni messaggio che rivela il risultato che hai misurato deve essere trasmesso in un modo fisico concreto, più lento (presumibilmente) della velocità della luce.

Credito: MARK GARLICK / SCIENCE PHOTO LIBRARY

A una riflessione più profonda, il paradosso si dissolve ulteriormente. Anzi, consideriamo nuovamente lo stato del secondo sistema, dato che il primo è stato misurato in rosso. Se scegliamo di misurare il secondo colore del q-on, diventeremo sicuramente rossi. Ma come abbiamo discusso prima, quando introduciamo la complementarità, se scegliamo di misurare la forma di un q-on, quando è nello stato “rosso”, avremo la stessa probabilità di trovare un quadrato o un cerchio. Quindi, lungi dall’introdurre un paradosso, l’esito dell’EPR è logicamente forzato. In sostanza, è semplicemente un riconfezionamento della complementarità. Né è paradossale scoprire che gli eventi distanti siano correlati. Dopotutto, se metto ciascun membro di un paio di guanti in una scatola e li spedisco ai lati opposti della terra, non dovrei sorprendermi che, guardando dentro una scatola, posso determinare la manualità del guanto nell’altra. Allo stesso modo, in tutti i casi noti le correlazioni tra una coppia di EPR devono essere impresse quando i suoi membri sono vicini, sebbene naturalmente possano sopravvivere alla separazione successiva, come se avessero dei ricordi. Ancora una volta, la particolarità dell’EPR non è la correlazione in quanto tale, ma la sua possibile incarnazione in forme complementari.

Daniel Greenberger , Michael Horne e Anton Zeilinger hanno scoperto un altro brillante esempio di entanglement quantistico . Coinvolge tre dei nostri q-on, preparati in uno stato speciale e aggrovigliato (lo stato GHZ). Distribuiamo i tre q-on a tre sperimentatori distanti. Ogni sperimentatore sceglie, indipendentemente e a caso, se misurare la forma o il colore e registra il risultato. L’esperimento viene ripetuto molte volte, sempre con i tre q-on che iniziano nello stato GHZ. Ogni sperimentatore, separatamente, trova risultati massimamente casuali. Quando misura la forma di un q-on, è altrettanto probabile che trovi un quadrato o un cerchio; quando misura il suo colore, sono ugualmente probabili il rosso o il blu. Finora, così banale.

Ma più tardi, quando gli sperimentatori si incontrano e confrontano le loro misurazioni, un po ‘di analisi rivela un risultato sorprendente. Chiamiamo forme quadrate e colori rossi “buoni” e forme circolari e colori blu “cattivi”. Gli sperimentatori scoprono che ogni volta che due di loro hanno scelto di misurare la forma ma il terzo colore misurato, hanno scoperto che esattamente 0 o 2 risultati erano ” male “(cioè circolare o blu). Ma quando tutti e tre hanno scelto di misurare il colore, hanno scoperto che esattamente 1 o 3 misure erano malvagie. Questo è ciò che la meccanica quantistica predice, e questo è ciò che viene osservato. Quindi: la quantità di male è pari o dispari? Entrambe le possibilità sono realizzate, con certezza, in diversi tipi di misure. Siamo costretti a rifiutare la domanda. Non ha senso parlare della quantità di male nel nostro sistema, indipendentemente da come viene misurato. In effetti, porta a contraddizioni.

Lo spazio e il tempo sono davvero ciò che sembrano? Colormos

L’effetto GHZ è, nelle parole del fisico Sidney Coleman, “la meccanica quantistica nei tuoi occhi”. Demolisce un pregiudizio profondamente radicato, radicato nell’esperienza quotidiana, che i sistemi fisici hanno proprietà definite, indipendentemente dal fatto che tali proprietà siano misurate. Perché se lo facessero, allora l’equilibrio tra bene e male non sarebbe influenzato dalle scelte di misurazione. Una volta interiorizzato, il messaggio dell’effetto GHZ è indimenticabile e in grado di espandere la mente. Finora abbiamo considerato come l’entanglement possa rendere impossibile assegnare stati unici e indipendenti a diversi q-on. Considerazioni simili si applicano all’evoluzione di un singolo q-on nel tempo. Diciamo di avere “storie intrecciate” quando è impossibile assegnare uno stato definito al nostro sistema in ogni momento nel tempo . Analogamente a come abbiamo ottenuto l’entanglement convenzionale eliminando alcune possibilità, possiamo creare storie intrecciate effettuando misurazioni che raccolgono informazioni parziali su ciò che è accaduto. Nelle storie intrecciate più semplici, abbiamo solo un q-on, che monitoriamo in due momenti diversi. Possiamo immaginare situazioni in cui determiniamo che la forma del nostro q-on era o quadrata in entrambe le occasioni o che era circolare in entrambe le volte, ma che le nostre osservazioni lasciano in gioco entrambe le alternative. Questo è un analogo temporale quantistico delle situazioni di entanglement più semplici illustrate sopra.

Usando un protocollo leggermente più elaborato possiamo aggiungere la ragnatela della complementarità a questo sistema e definire le situazioni che mettono in evidenza l’aspetto dei “molti mondi” della teoria dei quanti. Quindi il nostro q-on potrebbe essere preparato nello stato rosso in un momento precedente e misurato per essere nello stato blu in un momento successivo. Come nei semplici esempi sopra, non possiamo assegnare costantemente la nostra q-on alla proprietà del colore in momenti intermedi; né ha una forma determinata. Le storie di questo genere realizzano, in modo limitato ma controllato e preciso, l’intuizione che è alla base della visione di molti mondi della meccanica quantistica. Uno stato definito può diramarsi in traiettorie storiche reciprocamente contraddittorie che poi si uniranno.

Erwin Schrödinger, un fondatore della teoria dei quanti che era profondamente scettico sulla sua correttezza, ha sottolineato che l’evoluzione dei sistemi quantistici porta naturalmente a stati che potrebbero essere misurati per avere proprietà grossolanamente diverse. Il suo “gatto Schrödinger” afferma, notoriamente, di aumentare l’incertezza quantistica in domande sulla mortalità felina. Prima della misurazione, come abbiamo visto nei nostri esempi, non si può assegnare la proprietà della vita (o morte) al gatto. Entrambi – o nessuno dei due – coesistono in un mondo sotterraneo di possibilità. La lingua di tutti i giorni non è adatta per descrivere la complementarità quantistica, in parte perché l’esperienza quotidiana non la incontra. I gatti pratici interagiscono con le molecole dell’aria circostanti, tra le altre cose, in modi molto diversi a seconda che siano vivi o morti, quindi in pratica la misurazione viene eseguita automaticamente e il gatto va avanti con la sua vita (o morte). Ma le storie intrappolate descrivono q-on che sono, in senso reale, gattini di Schrödinger. La loro descrizione completa richiede, in momenti intermedi, di prendere in considerazione entrambe le due traiettorie di proprietà contraddittorie.

La realizzazione sperimentale controllata di storie entangled è delicata perché richiede di raccogliere informazioni parziali sul nostro q-on. Le misurazioni quantistiche convenzionali generalmente raccolgono informazioni complete in una volta, ad esempio determinano una forma definita o un colore definito, piuttosto che informazioni parziali che si estendono più volte. Ma può essere fatto – anzi, senza grandi difficoltà tecniche. In questo modo possiamo dare un definito significato matematico e sperimentale alla proliferazione di “molti mondi” nella teoria quantistica e dimostrare la sua sostanzialità.

Significato di entanglement

Un sistema entangled è definito come uno il cui stato quantico non può essere fattorizzato come un prodotto di stati dei suoi costituenti locali; vale a dire, non sono particelle individuali ma sono un tutto inseparabile. Nell’entanglement, un costituente non può essere completamente descritto senza considerare l’altro (s). Si noti che lo stato di un sistema composito è sempre espressivo come somma o sovrapposizione di prodotti di stati di costituenti locali; è impigliata se questa somma ha necessariamente più di un termine. I sistemi quantistici possono essere impigliati attraverso vari tipi di interazioni. Per alcuni modi in cui l’entanglement può essere raggiunto a fini sperimentali, vedere la sezione seguente sui metodi . L’entanglement è rotto quando le particelle entangled separano dall’interazione con l’ambiente; per esempio, quando viene effettuata una misurazione.

Come esempio di entanglement: una particella subatomica decade in una coppia aggrovigliata di altre particelle. Gli eventi di decadimento obbediscono ai vari leggi di conservazione e, di conseguenza, i risultati di misurazione di una particella figlia devono essere altamente correlati con i risultati della misurazione dell’altra particella figlia (in modo che la quantità totale, la coppia angolare, l’energia e così via restino all’incirca lo stesso prima e dopo questo processo). Ad esempio, una rotazione -Zero particella potrebbe decadere in una coppia di particelle con spin ½. Poiché lo spin totale prima e dopo questo decadimento deve essere zero (conservazione del momento angolare), ogni volta che la prima particella viene misurata per essere girata su un asse, l’altro, se misurato sullo stesso asse, è sempre trovato in rotazione . (Questo è chiamato caso anti-correlato allo spin e se le probabilità precedenti per misurare ogni giro sono uguali, si dice che la coppia sia nello stato di singoletto .)

La proprietà speciale dell’entanglement può essere osservata meglio se separiamo le due particelle suddette. Mettiamone uno alla Casa Bianca a Washington e l’altro a Buckingham Palace (pensate a questo come a un esperimento mentale, non a uno vero). Ora, se misuriamo una caratteristica particolare di una di queste particelle (diciamo, per esempio, spin), otteniamo un risultato, e quindi misuriamo l’altra particella usando lo stesso criterio (spin lungo lo stesso asse), troviamo che il risultato di la misura della seconda particella corrisponderà (in senso complementare) al risultato della misurazione della prima particella, in quanto saranno opposte nei loro valori.

Il risultato di cui sopra può o non può essere percepito come sorprendente. Un sistema classico mostrerebbe la stessa proprietà, e una teoria delle variabili nascoste(vedere sotto) sarebbe certamente necessaria per farlo, in base alla conservazione del momento angolare nella meccanica classica e quantistica allo stesso modo. La differenza è che un sistema classico ha valori definiti per tutti gli osservabili da sempre, mentre il sistema quantistico no. In un certo senso, per essere discusso in seguito, il sistema quantistico qui considerato sembra acquisire una distribuzione di probabilità per l’esito di una misurazione dello spin lungo un qualsiasi asse dell’altra particella al momento della misurazione della prima particella. Questa distribuzione di probabilità è in generale diverso da quello che sarebbe senza misura della prima particella. Questo può certamente essere percepito come sorprendente nel caso di particelle entangled separate spazialmente.

Paradosso

Il paradosso è che una misurazione effettuata su una delle due particelle collassa apparentemente lo stato dell’intero sistema entangled e lo fa istantaneamente, prima che qualsiasi informazione sul risultato della misurazione possa essere comunicata all’altra particella (supponendo che le informazioni non possano viaggiare più velocemente della luce ) e quindi assicurato il risultato “corretto” della misurazione dell’altra parte della coppia entangled. Nell’interpretazione di Copenaghen, il risultato di una misurazione dello spin su una delle particelle è un collasso in uno stato in cui ogni particella ha uno spin definito (su o giù) lungo l’asse di misurazione. Il risultato è considerato casuale, con ogni possibilità che ha una probabilità del 50%. Tuttavia, se entrambi gli spin sono misurati lungo lo stesso asse, si scoprono che sono anti-correlati. Ciò significa che il risultato casuale della misurazione effettuata su una particella sembra essere stato trasmesso all’altro, in modo che possa fare la “scelta giusta” anche quando viene misurata.

La distanza e la tempistica delle misure possono essere scelte in modo da rendere l’intervallo tra le due misurazioni spaziali , quindi, qualsiasi effetto causale che connette gli eventi dovrebbe viaggiare più velocemente della luce. Secondo i principi della relatività speciale, non è possibile che nessuna informazione viaggi tra due di questi eventi di misurazione. Non è nemmeno possibile dire quale delle misure è stata la prima. Per due eventi separati spaziali 1 e 2 ci sono riferimenti inerziali in cui 1 è il primo e altri in cui x è ancora il primo. Pertanto, la correlazione tra le due misurazioni non può essere spiegata come una misurazione che determina l’altra: diversi osservatori non sarebbero d’accordo sul ruolo di causa ed effetto.

Teoria delle variabili nascoste

Una possibile soluzione al paradosso è di supporre che la teoria quantistica sia incompleta e che il risultato delle misurazioni dipenda da “variabili nascoste” predeterminate. Lo stato delle particelle misurate contiene alcune variabili nascoste, i cui valori determinano in modo efficace, fin dal momento della separazione, quali saranno i risultati delle misurazioni di spin. Ciò significherebbe che ciascuna particella porta con sé tutte le informazioni richieste e al momento della misurazione non è necessario trasmettere nulla da una particella all’altra. Einstein e altri (vedi la sezione precedente) inizialmente credevano che questa fosse l’unica via per uscire dal paradosso, e la descrizione quantistica meccanica accettata (con un risultato di misurazione casuale) deve essere incompleta. (In realtà possono comparire paradossi simili anche senza entanglement: la posizione di una singola particella è distribuita nello spazio e due rivelatori ampiamente separati che tentano di rilevare la particella in due luoghi diversi devono raggiungere istantaneamente una correlazione appropriata, in modo che non entrambi rilevare la particella.)

Violazioni della disuguaglianza di Bell

La teoria delle variabili nascoste fallisce, tuttavia, quando consideriamo le misure dello spin di particelle aggrovigliate lungo diversi assi (ad esempio, lungo uno qualsiasi dei tre assi che formano angoli di 120 gradi). Se un gran numero di coppie di tali misurazioni sono fatte (su un gran numero di coppie di particelle aggrovigliate), allora statisticamente, se la vista del realista locale o delle variabili nascoste fosse corretta, i risultati soddisfano sempre la disuguaglianza di Bell . Un certo numero di esperimenti ha dimostrato in pratica che la disuguaglianza di Bell non è soddisfatta. Tuttavia, tutti gli esperimenti hanno problemi di scappatoia. Quando le misurazioni delle particelle entangled sono fatte in movimento relativistico fotogrammi di riferimento, in cui ogni misura (nel proprio quadro temporale relativistico) si verifica prima dell’altro, i risultati della misurazione rimangono correlati.

Il problema fondamentale della misurazione dello spin lungo diversi assi è che queste misurazioni non possono avere valori definiti allo stesso tempo – sono incompatibili nel senso che la massima precisione simultanea di queste misure è limitata dal principio di indeterminazione . Ciò è contrario a ciò che si trova nella fisica classica, dove qualsiasi numero di proprietà può essere misurato simultaneamente con precisione arbitraria. È stato dimostrato matematicamente che le misurazioni compatibili non possono mostrare correlazioni che violano la disuguaglianza di Bell e quindi l’entanglement è un fenomeno fondamentalmente non classico.

Altri tipi di esperimenti

Negli esperimenti del 2012 e 2013, la correlazione di polarizzazione è stata creata tra fotoni che non sono mai coesistiti nel tempo Gli autori hanno affermato che questo risultato è stato ottenuto dallo scambio di entanglement tra due coppie di fotoni entangled dopo aver misurato la polarizzazione di un fotone della coppia iniziale, e che dimostra che la non-località quantistica si applica non solo allo spazio ma anche al tempo In tre esperimenti indipendenti nel 2013 è stato dimostrato che gli stati quantici separabili comunicati in modo classico possono essere usati per trasportare stati entangled. Il primo test Bell privi di scappatoie fu tenuto a TU Delft nel 2015 confermando la violazione della disuguaglianza di Bell.

Nell’agosto 2014, la ricercatrice brasiliana Gabriela Barreto Lemos e il team sono stati in grado di “fotografare” oggetti utilizzando fotoni che non interagivano con i soggetti, ma erano impigliati con fotoni che interagivano con tali oggetti. Lemos, dell’Università di Vienna, è fiducioso che questa nuova tecnica di imaging quantistico potrebbe trovare applicazioni dove l’imaging a bassa luce è indispensabile, in campi come l’imaging biologico o medico.

Il mistero del tempo

Ci sono stati suggerimenti per considerare il concetto di tempo come un fenomeno emergente che è un effetto collaterale di entanglement quantistico .In altre parole, il tempo è un fenomeno di entanglement, che pone tutte le letture uguali dell’orologio (di orologi correttamente preparati o di qualsiasi oggetto utilizzabile come orologi) nella stessa storia. Questo è stato inizialmente completamente teorizzato da Don Page e William Wootters nel 1983.  L’ equazione di Wheeler-DeWitt che combina la relatività generale e la meccanica quantistica – tralasciando del tutto il tempo – è stata introdotta negli anni ’60 e ripresa nel 1983, quando i teorici Don Page e William Wootters fatto una soluzione basata sul fenomeno quantistico di entanglement. Page e Wootters hanno sostenuto che l’entanglement può essere usato per misurare il tempo.

Nel 2013, presso l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) di Torino, i ricercatori hanno eseguito il primo test sperimentale di idee Page e Wootters. Il loro risultato è stato interpretato per confermare che il tempo è un fenomeno emergente per gli osservatori interni ma assente per gli osservatori esterni dell’universo proprio come predice l’equazione di Wheeler-DeWitt.

Fonte per la freccia del tempo

Il fisico Seth Lloyd afferma che l’incertezza quantistica dà luogo a un entanglement , la fonte presunta della freccia del tempo . Secondo Lloyd; “La freccia del tempo è una freccia di crescenti correlazioni.” L’approccio all’aggregazione sarebbe dalla prospettiva della freccia causale del tempo, con l’assunto che la causa della misurazione di una particella determina l’effetto del risultato della misurazione dell’altra particella.

Referenze

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